濕敏感等級(MSL)是由IPC/JEDEC J-STD-020定義的標準,指示濕敏感電子元件在儲存、處理和PCB組裝過程中對於吸收濕氣引起的應力有多敏感。MSL等級系統幫助電子製造商確定適當的處理、包裝和使用濕敏感設備(MSD)的方法,以避免在返流焊接過程中因吸收濕氣而造成損壞。
MSL等級範圍從1到6,MSL 1是最不敏感於濕氣的,而MSL 6是最敏感的。具有較高MSL等級的組件需要更加小心地處理和存儲,以防止吸濕,這可能導致在返流焊接過程中出現封裝裂紋、分層和其他可靠性問題。
元件的MSL是通過元件製造商進行標準化測試來確定的。他們將元件暴露於不同水平的溫度和濕度下,然後測量吸收的水分量。然後根據IPC/JEDEC J-STD-020標準對元件進行分類。
以下是每個MSL等級的簡要概覽:
- MSL 1:在 ≤30°C/85% RH 下無限制的地板壽命。無需乾燥包裝。
- MSL 2:在 ≤30°C/60% RH 下一年的地板壽命。超過此時間需乾燥包裝。
- MSL 2a:在 ≤30°C/60% RH 下4週的地板壽命。超過此時間需乾燥包裝。
- MSL 3:在 ≤30°C/60% RH 下168小時的地板壽命。需乾燥包裝。
- MSL 4:在 ≤30°C/60% RH 下72小時的地板壽命。需乾燥包裝。
- MSL 5:在 ≤30°C/60% RH 下48小時的地板壽命。需乾燥包裝。
- MSL 5a:在 ≤30°C/60% RH 下24小時的地板壽命。需乾燥包裝。
- MSL 6:使用前必須烘烤。需乾燥包裝。
地板壽命指的是元件在從其濕敏感包裝袋(MBB)取出後,可以在室溫條件(≤30°C/60% RH)下暴露的允許時間。
為了管理對濕度敏感的零件,電子製造商必須:
- 確保對濕度敏感的零件由供應商乾燥包裝在密封的防濕屏障袋(MBB)中,並附有乾燥劑和濕度指示卡(HIC)。
- 收到元件時檢查 HIC。如果它顯示濕度高,則按推薦的溫度和時間烘烤元件以去除多餘的水分。
- 在低濕度環境中存儲元件(≤5% RH)。如果超過地板壽命,則在組裝前烘烤元件。
- 立即組裝含有MSD的PCB。未使用的組件應重新密封在MBB中。
- 如果需要烘烤,請遵循元件製造商關於烘烤溫度和時間的建議,以避免元件損壞。
通過了解和妥善管理濕敏感度等級,電子製造商可以預防與濕度相關的缺陷,提高產品可靠性,減少返工和報廢成本。
IPC/JEDEC J-STD-020 標準為每個濕敏感度等級(MSL)指定了以下浸泡和烘烤要求:
- 浸泡:168小時,85°C/85% RH
- 烘烤:不需要
- 浸泡:168小時,85°C/60% RH
- 烘烤:如果未超過地板壽命則不需要
- 浸泡:696小時於30°C/60% RH或120小時於60°C/60% RH
- 烘烤:如果未超過地板壽命則不需要
- 浸泡:192小時於30°C/60% RH或40小時於60°C/60% RH
- 烘烤:如果超過地板壽命則需要
- 浸泡:96小時,30°C/60% RH 或 20小時,60°C/60% RH
- 烘烤:如果超過地板壽命則需要
- 浸泡:72小時,30°C/60% RH或15小時,60°C/60% RH
- 烘烤:如果超過地板壽命則需要
- 浸泡:48小時於30°C/60% RH或10小時於60°C/60% RH
- 烘烤:如果超過地板壽命則需要
- 浸泡:標籤上的時間(TOL)於30°C/60% RH
- 烘烤:使用前必須
浸泡要求旨在模擬元件在存儲和處理過程中可能經歷的最壞情況下的濕氣暴露。烘烤要求用於從超過地板壽命或暴露於高濕度條件的元件中去除多餘的濕氣。
烘烤通常在 125°C 下進行 24 小時,但具體溫度和持續時間可能根據元件製造商的建議而有所不同。遵循這些建議對於避免在烘烤過程中損壞元件至關重要。在 125°C 下烘烤可以從元件包裝和模塑化合物中去除多餘的水分,使其恢復到安全的返流焊接狀態。根據元件特性(如封裝密度)調整烘烤時間,只要與標準烘烤時間建立相關性即可。
通過遵守每個MSL的適當浸泡和烘烤要求,電子製造商可以確保適當處理和加工濕敏元件,最小化PCB組裝過程中因濕氣引起的損壞風險。