Tahap Sensitiviti Kelembapan (MSL)

Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) adalah piawaian yang ditakrifkan oleh IPC/JEDEC J-STD-020 yang menunjukkan betapa rentannya komponen elektronik sensitif kelembapan/pencairan semula terhadap tekanan yang disebabkan oleh kelembapan semasa penyimpanan, pengendalian, dan proses pemasangan PCB. Sistem penarafan MSL membantu pengeluar elektronik menentukan pengendalian, pembungkusan, dan penggunaan peranti sensitif kelembapan (MSD) yang betul untuk mengelakkan kerosakan yang disebabkan oleh kelembapan yang diserap semasa pematerian pencairan semula.

Penarafan MSL berkisar dari 1 hingga 6, dengan MSL 1 adalah yang paling kurang sensitif terhadap kelembapan dan MSL 6 adalah yang paling sensitif. Komponen dengan penarafan MSL yang lebih tinggi memerlukan pengendalian dan penyimpanan yang lebih teliti untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan keretakan pakej, penyahlaminaan, dan isu kebolehpercayaan lain semasa pematerian aliran semula (reflow soldering).

MSL komponen ditentukan oleh pengilang komponen melalui ujian piawai. Mereka mendedahkan komponen kepada pelbagai tahap suhu dan kelembapan, kemudian mengukur jumlah kelembapan yang diserap. Komponen tersebut kemudian dikelaskan mengikut piawaian IPC/JEDEC J-STD-020.

Gambaran Keseluruhan Tahap MSL

Berikut adalah gambaran ringkas setiap penarafan MSL:

• MSL 1: Hayat lantai tanpa had pada ≤30°C/85% RH. Tiada pembungkusan kering diperlukan.
• MSL 2: Hayat lantai satu tahun pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan jika melebihi ini.
• MSL 2a: Hayat lantai 4 minggu pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan jika melebihi ini.
• MSL 3: Hayat lantai 168 jam pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan.
• MSL 4: Hayat lantai 72 jam pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan.
• MSL 5: Hayat lantai 48 jam pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan.
• MSL 5a: Hayat lantai 24 jam pada ≤30°C/60% RH. Pembungkusan kering diperlukan.
• MSL 6: Pembakaran wajib sebelum digunakan. Pembungkusan kering diperlukan.

Hayat lantai merujuk kepada masa yang dibenarkan komponen boleh didedahkan kepada keadaan ambien (≤30°C/60% RH) selepas dikeluarkan daripada beg penghalang kelembapan (MBB).

Untuk menguruskan komponen sensitif kelembapan, pengeluar elektronik mesti:

1. Pastikan komponen sensitif MSL dibungkus kering oleh pembekal dalam beg penghalang kelembapan (MBB) yang dimeterai dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan (HIC).
2. Periksa HIC semasa menerima komponen. Jika ia menunjukkan kelembapan tinggi, bakar komponen pada suhu dan masa yang disyorkan untuk mengeluarkan kelembapan berlebihan.
3. Simpan komponen dalam persekitaran kelembapan rendah (≤5% RH). Jika hayat lantai dilebihi, bakar komponen sebelum pemasangan.
4. Pasang PCB yang mengandungi MSD dengan segera. Komponen yang tidak digunakan hendaklah dimeterai semula dalam MBB.
5. Jika pembakaran diperlukan, ikuti cadangan pengeluar komponen untuk suhu dan tempoh pembakaran bagi mengelakkan kerosakan komponen.

Dengan memahami dan mengurus tahap kepekaan kelembapan dengan betul, pengeluar elektronik dapat mencegah kecacatan berkaitan kelembapan, meningkatkan kebolehpercayaan produk, dan mengurangkan kos kerja semula dan sisa.

Keperluan Rendam/Bakar untuk Setiap Tahap MSL

Piawaian IPC/JEDEC J-STD-020 menentukan keperluan rendam dan bakar berikut untuk setiap Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL):

MSL 1

• Rendam: 168 jam pada 85°C/85% RH
• Bakar: Tidak diperlukan

MSL 2

• Rendam: 168 jam pada 85°C/60% RH
• Bakar: Tidak diperlukan jika hayat lantai tidak dilampaui

MSL 2a

• Rendam: 696 jam pada 30°C/60% RH atau 120 jam pada 60°C/60% RH
• Bakar: Tidak diperlukan jika hayat lantai tidak dilampaui

MSL 3

• Rendam: 192 jam pada 30°C/60% RH atau 40 jam pada 60°C/60% RH
• Bakar: Diperlukan jika hayat lantai dilampaui

MSL 4

• Rendam: 96 jam pada 30°C/60% RH atau 20 jam pada 60°C/60% RH
• Bakar: Diperlukan jika jangka hayat lantai (floor life) terlampaui

MSL 5

• Rendam: 72 jam pada 30°C/60% RH atau 15 jam pada 60°C/60% RH
• Bakar: Diperlukan jika hayat lantai dilebihi

MSL 5a

• Rendam: 48 jam pada 30°C/60% RH atau 10 jam pada 60°C/60% RH
• Bakar: Diperlukan jika hayat lantai dilebihi

MSL 6

• Rendam: Masa pada Label (TOL) pada 30°C/60% RH
• Bakar: Wajib sebelum digunakan

Keperluan rendaman bertujuan untuk mensimulasikan pendedahan kelembapan kes terburuk yang mungkin dialami oleh komponen semasa penyimpanan dan pengendalian. Keperluan pembakaran digunakan untuk mengeluarkan kelembapan berlebihan daripada komponen yang telah melebihi hayat lantai atau telah terdedah kepada keadaan kelembapan tinggi.

Pembakaran biasanya dilakukan pada 125°C selama 24 jam, tetapi suhu dan tempoh yang tepat mungkin berbeza bergantung pada cadangan pengeluar komponen. Adalah penting untuk mengikuti cadangan ini untuk mengelakkan kerosakan komponen semasa proses pembakaran. Pembakaran pada 125°C membuang kelembapan berlebihan dari pembungkusan komponen dan sebatian acuan, memulihkannya ke keadaan selamat untuk pematerian aliran semula. Masa bakar boleh diselaraskan berdasarkan ciri-ciri komponen seperti ketumpatan pakej, dengan syarat korelasi dengan masa bakar standard ditetapkan.

Dengan mematuhi keperluan rendam dan bakar yang sesuai untuk setiap MSL, pengeluar elektronik dapat memastikan bahawa komponen sensitif kelembapan dikendalikan dan diproses dengan betul, meminimumkan risiko kerosakan akibat kelembapan semasa pemasangan PCB.