Vochtgevoeligheidsniveau (MSL) is een standaard gedefinieerd door IPC/JEDEC J-STD-020 die aangeeft hoe gevoelig een vocht-/reflow-gevoelig elektronisch onderdeel is voor vochtgeïnduceerde stress tijdens opslag, hantering en het PCB-assemblageproces. Het MSL-beoordelingssysteem helpt elektronicafabrikanten bij het bepalen van de juiste hantering, verpakking en gebruik van vochtgevoelige apparaten (MSD's) om schade te voorkomen die wordt veroorzaakt door geabsorbeerd vocht tijdens het reflow-solderen.
MSL-beoordelingen variëren van 1 tot 6, waarbij MSL 1 het minst vochtgevoelig is en MSL 6 het meest gevoelig. Componenten met hogere MSL-beoordelingen vereisen zorgvuldiger hantering en opslag om vochtopname te voorkomen, wat kan leiden tot scheuren in de verpakking, delaminatie en andere betrouwbaarheidsproblemen tijdens het reflow solderen.
Het MSL van een onderdeel wordt bepaald door de fabrikant van het onderdeel door middel van gestandaardiseerde tests. Ze stellen het onderdeel bloot aan verschillende niveaus van temperatuur en vochtigheid, meten vervolgens de hoeveelheid geabsorbeerd vocht. Het onderdeel wordt dan geclassificeerd volgens de IPC/JEDEC J-STD-020 standaard.
Hier is een kort overzicht van elke MSL-classificatie:
Vloerlevensduur verwijst naar de toegestane tijd dat een component kan worden blootgesteld aan omgevingsomstandigheden (≤30°C/60% RV) nadat het uit zijn vochtbarrière zak (MBB) is gehaald.
Om vochtgevoelige componenten te beheren, moeten elektronicafabrikanten:
Door vochtgevoeligheidsniveaus te begrijpen en goed te beheren, kunnen elektronicafabrikanten vochtgerelateerde defecten voorkomen, de betrouwbaarheid van producten verbeteren en de kosten voor herwerk en afval verminderen.
De IPC/JEDEC J-STD-020 norm specificeert de volgende week- en bakvereisten voor elk Vochtgevoeligheidsniveau (MSL):
De weekvereisten zijn bedoeld om de slechtste vochtblootstelling te simuleren die een component kan ervaren tijdens opslag en hantering. De bakvereisten worden gebruikt om overtollig vocht uit componenten te verwijderen die hun vloerlevensduur hebben overschreden of zijn blootgesteld aan hoge vochtigheidsomstandigheden.
Bakken wordt doorgaans uitgevoerd bij 125°C gedurende 24 uur, maar de exacte temperatuur en duur kunnen variëren afhankelijk van de aanbevelingen van de componentfabrikant. Het is essentieel om deze aanbevelingen te volgen om schade aan de componenten tijdens het bakproces te voorkomen. Bakken bij 125°C verwijdert overtollig vocht uit de componentverpakking en het vormmateriaal, waardoor het in een veilige staat wordt hersteld voor reflow solderen. De baktijd kan worden aangepast op basis van componentkenmerken zoals pakketdichtheid, mits er een correlatie met de standaard baktijd is vastgesteld.
Door zich te houden aan de juiste week- en bakvereisten voor elke MSL, kunnen elektronicafabrikanten ervoor zorgen dat vochtgevoelige componenten op de juiste manier worden behandeld en verwerkt, waardoor het risico op vochtschade tijdens de PCB-assemblage tot een minimum wordt beperkt.