Moisture Sensitivity Level (MSL) is een standaard gedefinieerd door IPC/JEDEC J-STD-020 die aangeeft hoe gevoelig een vocht-/reflow-gevoelig elektronisch component is voor door vocht veroorzaakte 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 door geabsorbeerd vocht tijdens reflow-solderen te voorkomen.
MSL-classificaties variëren van 1 tot 6, waarbij MSL 1 het minst vochtgevoelig is en MSL 6 het meest gevoelig. Componenten met hogere MSL-classificaties vereisen zorgvuldigere behandeling en opslag om vochtabsorptie te voorkomen, wat kan leiden tot barsten in de behuizing, delaminatie en andere betrouwbaarheidsproblemen tijdens reflow-solderen.
De MSL van een component wordt bepaald door de componentfabrikant door middel van gestandaardiseerde tests. Ze stellen het component bloot aan variërende niveaus van temperatuur en vochtigheid en meten vervolgens de hoeveelheid geabsorbeerd vocht. Het component wordt vervolgens geclassificeerd volgens de IPC/JEDEC J-STD-020 standaard.
Hier is een kort overzicht van elke MSL-classificatie:
Floor life verwijst naar de toegestane tijd dat een component kan worden blootgesteld aan omgevingscondities (≤30°C/60% RH) nadat het uit zijn vochtwerende 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 productbetrouwbaarheid verbeteren en kosten voor herstelwerk en afval verminderen.
De IPC/JEDEC J-STD-020 standaard specificeert de volgende soak- en bakvereisten voor elk Moisture Sensitivity Level (MSL):
De 'soak'-vereisten zijn bedoeld om de worst-case blootstelling aan vocht te simuleren die een component kan ervaren tijdens opslag en hantering. De 'bake'-vereisten worden gebruikt om overtollig vocht te verwijderen uit componenten die hun 'floor life' hebben overschreden of zijn blootgesteld aan hoge vochtigheidsomstandigheden.
Het uitbakken (baking) wordt doorgaans uitgevoerd bij 125°C gedurende 24 uur, maar de exacte temperatuur en duur kunnen variëren afhankelijk van de aanbevelingen van de fabrikant van het component. Het is essentieel om deze aanbevelingen op te volgen om beschadiging van de componenten tijdens het bakproces te voorkomen. Bakken bij 125°C verwijdert overtollig vocht uit de verpakking en de gietmassa van het component, waardoor het weer in een veilige conditie komt voor reflow-solderen. De baktijd kan worden aangepast op basis van componentkenmerken zoals pakketdichtheid, mits correlatie met de standaard baktijd is vastgesteld.
Door zich te houden aan de juiste soak- en bakvereisten voor elke MSL, kunnen elektronicafabrikanten ervoor zorgen dat vochtgevoelige componenten correct worden behandeld en verwerkt, waardoor het risico op door vocht veroorzaakte schade tijdens PCB-assemblage wordt geminimaliseerd.