수분 민감도 레벨(MSL)은 IPC/JEDEC J-STD-020에 정의된 표준으로, 수분/리플로우에 민감한 전자 부품이 보관, 취급 및 PCB 조립 과정에서 수분으로 인한 스트레스에 얼마나 취약한지를 나타냅니다. MSL 등급 시스템은 전자 제품 제조업체가 리플로우 납땜 중 흡수된 수분으로 인한 손상을 방지하기 위해 수분 민감성 소자(MSD)의 적절한 취급, 포장 및 사용 방법을 결정하는 데 도움을 줍니다.
MSL 등급은 1에서 6까지이며, MSL 1은 습기에 가장 덜 민감하고 MSL 6은 가장 민감합니다. MSL 등급이 높은 부품은 습기 흡수를 방지하기 위해 더 신중한 취급 및 보관이 필요하며, 그렇지 않으면 리플로우 납땜 중에 패키지 균열, 박리 및 기타 신뢰성 문제가 발생할 수 있습니다.
부품의 MSL은 부품 제조업체가 표준화된 테스트를 통해 결정합니다. 부품을 다양한 수준의 온도와 습도에 노출시킨 다음 흡수된 수분의 양을 측정합니다. 그런 다음 부품은 IPC/JEDEC J-STD-020 표준에 따라 분류됩니다.
각 MSL 등급에 대한 간략한 개요는 다음과 같습니다.
플로어 라이프(Floor life)는 부품이 방습 백(MBB)에서 꺼내진 후 주변 조건(≤30°C/60% RH)에 노출될 수 있는 허용 시간을 말합니다.
습기에 민감한 구성 요소를 관리하기 위해 전자 제품 제조업체는 다음을 수행해야 합니다:
수분 민감도 수준을 이해하고 적절하게 관리함으로써 전자 제품 제조업체는 수분 관련 결함을 예방하고 제품 신뢰성을 향상시키며 재작업 및 폐기 비용을 줄일 수 있습니다.
IPC/JEDEC J-STD-020 표준은 각 수분 민감도 레벨(MSL)에 대해 다음과 같은 침지(soak) 및 베이크(bake) 요구 사항을 지정합니다:
소크(soak) 요구 사항은 보관 및 취급 중에 구성 요소가 겪을 수 있는 최악의 수분 노출을 시뮬레이션하기 위한 것입니다. 베이크(bake) 요구 사항은 플로어 라이프(floor life)를 초과했거나 높은 습도 조건에 노출된 구성 요소에서 과도한 수분을 제거하는 데 사용됩니다.
베이킹은 일반적으로 125°C에서 24시간 동안 수행되지만, 정확한 온도와 시간은 부품 제조업체의 권장 사항에 따라 다를 수 있습니다. 베이킹 과정 중 부품 손상을 방지하려면 이러한 권장 사항을 따르는 것이 필수적입니다. 125°C에서 베이킹하면 부품 포장 및 몰딩 화합물에서 과도한 수분이 제거되어 리플로우 솔더링에 안전한 상태로 복원됩니다. 베이킹 시간은 표준 베이킹 시간과의 상관관계가 확립된 경우 패키지 밀도와 같은 부품 특성에 따라 조정될 수 있습니다.
각 MSL에 대한 적절한 소크(soak) 및 베이크(bake) 요구 사항을 준수함으로써 전자 제품 제조업체는 습기에 민감한 부품이 적절하게 취급 및 처리되도록 하여 PCB 조립 중 습기로 인한 손상 위험을 최소화할 수 있습니다.