MSD控制技术规范

1、1、简介：SMD 器件的出现直接带来了新的挑战，而这些挑战的重心又在于包装的品质和可靠性，周围环境中的 湿气会通过包装材料渗透到包装内部，并在不同材料的表面聚结。在组装工艺中， SMD 元件贴装在 PCB 上时会经历超过 200，在焊接时，湿气的膨胀会造成一系列的品质问题。本规范遵照 IPC/JEDEC有关的潮敏标准拟制， 主要体现潮湿敏感器件在公司控制处理各环节的规范性要 求。本规范由塑封器件潮湿敏感定义、潮湿敏感器件分级要求、潮湿敏感器件包装要求、潮湿敏感器件干 燥要求、潮湿敏感器件使用及注意事项等内容组成。2、目的：为改进 MSD 控制水平，有效提高产品质量和可靠性，同时提高技术人员对潮

2、敏器件的认识水平，规范 研发、市场和生产阶段对易潮敏器件的正确处理。3、范围： 本规范规定了潮湿敏感器件等级要求、包装要求、操作及处理方法等方面的技术指标和控制措施。 本规范适用于步步高教育电子有限公司各类潮湿敏感器件（以下简称MSD）验收、储存、配送、组装等过程中的管理。供应商和外协厂商均可以参照本规范执行。4、职责：供应资源开发部负责湿度敏感器件的采购。 材料技术部负责提供湿度敏感器件的规格书。 工艺工程部负责湿度敏感器件的管控方案制定和外协生产 MSD 使用指导。 物流管理部仓储科负责对湿度敏感器件的储存（原包装密封储存、再次真空包装储存、干燥短期储存） 。 品质部负责湿度敏感器件的来料

3、检验和现场使用监督以及使用异常的反馈。生管部（含 SMT 外协厂商）负责湿度敏感器件的使用以及车间使用寿命的控制。5、关键词：潮湿敏感、 MSD、 MSL、温度、相对湿度、干燥、烘烤、 MBB6、 规范引用的文件：序号编号名称1J-STD-020CMoisture/Reflow Sensitivity Classification for Plastic Integrated Circuit SurfaceMount Devices2J-STD-033BStandard for Handling, Packing, Shipping, and Use of Moisture/Reflow Se

4、nsitiveSurface Mount Devices7、 术语和定义：PSMD（ Plastic Surface Mount Device ）：塑料封装表面安装器件。MSD（Moisture Sensitive Device ）：潮湿敏感器件。指非气密性封装的表面安装器件。MSL（Moisture Sensitive Level ）：潮湿敏感等级。指 MSD 对潮湿环境的敏感程度。 MBB（ Moisture Barrier Bag ）：防潮包装袋。 MBB 要求满足相应指标的抑制潮气渗透能力。 仓储寿命（ Shelf Life）：指干燥包装的潮湿敏感器件能够储存在没有打开的内部环境湿度符

5、合要求 的湿气屏蔽包装袋中的最短时间。车间寿命（ Floor Life）：指湿度敏感器件从湿度屏蔽包装袋中取出或干燥储存或干燥烘烤后到过回 流焊接前的时间。制造商曝露时间（ MET）：制造商烘烤完成至烤箱取出，到器件到达回流焊之前可能暴露到大气环 境条件的最大累积时间。干燥剂：一种能够保持相对低的湿度的吸收剂。湿度指示卡 （ HIC）：一张印有对湿度敏感的化学材料的卡片，当环境湿度发生变化时， 印在卡片上的化学材料的颜色也相应的改变一般由蓝色（干燥时）变为粉红色（潮湿时） ，用于对湿度监 控；RH：relative humidity 湿度的一种表示方式。空气中实际所含水蒸气的密度和同温下饱和水

6、蒸气密 度的百分比值。由于同下蒸汽密度与蒸汽分压成正比，所以相对湿度也等于实际水蒸汽分压和同 温下饱和水蒸气压力的百分比。8、 潮湿敏感定义 由于塑料封装材料的非气密性，塑封器件在潮湿环境中容易吸收水汽。表面安装工艺（回流焊接）时，塑 料封装体内吸收的水汽在高温条件下气化膨胀，引起器件封装分层或内部损坏等可靠性缺陷。具有该类吸潮特 征的器件定义为潮湿敏感器件（ MSD）。MSD 潮湿敏感特性的主要影响因素包括：a、封装因素： 封装体厚度和封装体体积；b、环境因素： 环境温度和环境相对湿度；c、暴露时间的长短。备注： 1、 MSD包括但不限于 PSMD，任何潮气可渗透材料封装的表面安装工艺器件均

7、为MSD。2、 PSMD潮湿敏感定义 MSD 在表面回流焊接工艺时的高温暴露要求，采用其它非回流焊接工艺进行安 装的 MSD，安装时如果器件封装体温度 <200，可不在 MSD 控制范围内。9、 敏感器件分级要求潮湿敏感等级（ MSL）定义：根据 JEDEC J-STD-020C潮 湿敏感器件分级标准要求， MSL定义如表 1：潮湿敏感等级（ MSL）车间寿命要求（ Floor Life）时间环境条件1无限制30/85%RH21年30/60%RH2a4周30/60%RH3168 小时30/60%RH472 小时30/60%RH548 小时30/60%RH5a24 小时30/60%RH6使

8、用前必须进行烘烤，并在警告标签 规定的时间内焊接完毕。30/60%RH表 1 MSL的定义备注：所有潮湿敏感器件均具有 MSL。步步高教育电子有限公司采购的湿度敏感性电子元器件的敏感等级步 步高教育电子有限公司 MSD器件等级库及烘烤要求明细表。10、潮湿敏感器件包装要求、MSD干燥包装要求MSD干燥包装由密封在防潮包装袋（MBB）中的干燥剂材料、湿度指示卡（HIC）和潮敏标签等组成。不同MSL的 MSD干燥包装有详细要求，具体见表 2：敏感等级包装前干燥指示卡干燥剂湿度敏感识别标签警示标签1可选可选可选不要求不要求（按 220225分级）要求（不按 220225分级）2可选要求要求要求要求2

9、a-5a要求要求要求要求要求6可选可选可选要求要求表 2 MSD包装要求MSD干燥包装的干燥剂材料用量参考要求。典型 MSD干燥包装组成原理见图 1：图1 典型 MSD干燥包装组成原理MSD包装材料要求10.2.1 防潮包装袋（ MBB）应满足 MIL-PRF-81705，并要求具有弹性， ESD防护，抗机械强度以及防戳穿，袋子应可以加热密封， 水蒸气透过率应小于 in2（在 40，按“ E”ASTMF392的条件的 24小时内弯曲试验）。序号项目单位指标标准1金属层电阻欧欧ASTMD-2572屏蔽性分贝 60 分贝MIL-B-81705-C3屏蔽电压伏特 10 伏特EIA5414拉伸强度kg

10、 24 磅(10kg)FTMS1015水蒸气透过量24hrs./24hrsASTMF-12496氧气透过量24hrs./24hrsASTMF-12497内层表面电阻率（根据需要 ）欧109-11 欧ASTMF-2578外层外表面电阻率（根据需要 ）欧109-11 欧ASTMF-2579热封温度170± 1010热封时间秒11热封压力帕40-6012封口强度 3kg/cmGB/96-04-1013外观无分层 ,皱纹 ,翘曲,破裂 ,粘 连 ,异物附着 ,封合边以外气 泡 3mmGB/96-04-1010. 干燥剂技术要求： 干燥剂材料要求满足 MIL-D-3464 Type标准，有维持

11、 5%RH的吸潮能力。 干燥剂材料具有无尘、非腐蚀性和满足规定吸潮能力要求等特点。干燥剂材料包装在潮气可穿透干燥 袋（通常为高密度聚乙烯材料）中，干燥袋定义材料的吸潮能力，与材料体积无关。可维持 5%RH吸潮能力要求的干燥剂材料在 30/60%RH环境条件中暴露时间不超过 30 分钟，认为 是活性干燥剂（可直接使用） 。干燥剂重新激活后的吸潮能力要求达到其原始能力的80%。除非有重新激活措施保证，干燥剂材料不允许重复使用。常用干燥剂材料参数见表 3：干燥剂材料吸潮能 力重激活条 件单位用量（Unit）干燥剂能否重复 使用活性粘土（ Activate Clay）好11833g可以硅胶( Sili

12、ca Ge)l好11828g可以分子筛( Molecular Sieve)极好>50032g不可以表3 常用干燥剂材料湿度指示卡（ HIC）要求满足 MIL-I-8835标准，且最少包含 5%RH、10%RH、60%RH 3个色彩指示点。 HIC通常由包含氯化 钴（ Cobalt Chloride）溶剂的吸水纸组成，其外形要求如图2所示。图 2 湿度指示卡（ HIC）要求干燥密封 MBB包装中如果 HIC 5%RH色彩指示点变为粉红色，而 10%不为蓝色，则 2A-5A级的MSD需进行烘 烤处理后重新密封包装；干燥密封 MBB包装中如果 HIC 60%RH色彩指示点不为蓝色，所有 MSD

13、（2级及 2级以上）需进行烘烤处理后 重新密封包装；备注：根据公司实际来料情况，如果来料指示卡为包含5%、 10%、 15%3个色彩指示点的 HIC，则说明厂家使用的是 JSTD033A的标准，可以让步使用，但是需要向厂家要求其承诺按照JSTD033B要求的改进计划。表列出了常见的不同湿度对应于不同颜色。2%RH5%RH10%RH55%RH60%RH65%RH5%蓝色（干）淡紫色粉红色（湿）粉红色（湿）粉红色（湿）粉红色（湿）10%蓝色（干）蓝色（干）淡紫色粉红色（湿）粉红色（湿）粉红色（湿）60%蓝色（干）蓝色（干）蓝色（干）蓝色（干）淡紫色粉红色（湿）表4：不同湿度的颜色对照表潮湿敏感标签

14、潮敏识别标签（ MSIL）和警告标签要求符合 JEDEC JEP11标3 准。MSIL（ Moisture-sensitive Identify Label ），潮敏识别标签，其要求见图 3：图 3 潮敏识别标签Moisture-sensitive Caution Label ，潮敏警告标签，其要求见图。潮敏警告标签必须包含器件MSL、最高回流焊接温度、 存储条件和时间、 包装拆封后最长存放时间、 受潮后的烘烤条件以及包装的密封日期等相关信息。警告贴纸11 、 特殊 MSD的标签要求a、6级MSD标签要求：非MBB包装的 6级MSD必须包含潮敏识别标签和潮敏警告标签，且必须粘贴在运输容器上。b

15、、1级MSD标签要求：1级MSD分级时如果最高回流焊接温度超过 220225，MSD包装必须包含潮敏警告标签且注明 最高回流焊接温度；如果包装上的条码已经包含最高回流焊接温度等潮敏相关信息，也可不使用 潮敏警告标签；1级MSD分级时如果最高回流焊接温度为 220 225，包装中可不使用潮敏警告标签12、MSD管控流程13、潮湿敏感器件操作要求131、 MSD包装储存环境条件 / 存储时间要求密封 MSD包装存储环境条件要求： 40 /90%RH。密封MSD包装储存期限要求： 2年（从 MSD密封日期开始计算）。超存储期 MSD在使用前必须进行干燥处理和器件引脚可焊性检测。13 2 MSD车间寿

16、命降额要求MSD包装拆封后的一般要求在 30 /60%RH环境条件下存放，但公司存储条件可能不满足上述要求。因此，根 据公司生产环境的实际情况，参考J-STD-033B标准，定义 MSD车间寿命的降额要求，具体见表 5：封装类型以及 元件体厚度敏感度 等级5%10%20%30%40%50%60%70%80%90%9444322616754352a12460413328107630包括 PQFPs>16778534236141082584Pins23110369574719131020PLCCs所有的8766643335MQFPs或所有310987754430的 BGA> 1mm13

17、11109976525171413121210872033322221135544433322304655554333258777765442022221111135433222211305554433222257765543332011111111135211111111305a3222222212554333222220583022321352a86392843230包括 PLCCs（矩148513764325形） 18-32Pins694985420SOICs（宽体）12976522135SOICs 20 Pins3191298732230PQFPs 80 Pins25151210953

18、32532191513127542054332211135754433221304975544322251197665433203222211113543322211130554333321125655444332201111111352111111305a22222211125322222221201713528111302a211252212085135117111303141021125<201322120包括7432135SOICs< 18 Pins4954311130所有 TQFPs，1275421125TSOPs或所有1797622120BGAs< 1mm7322

19、113513532211130518643321125268654221207211111351032111111305a135322211125186432222120表5 推荐的 MSD车间寿命要求（单位：天）13 3 MSD干燥技术要求长期暴露 MSD的干燥要求MSD如果暴露时间较长（不满足节条件），可参考MSD烘烤条件（表 7 ）进行重新干燥处理。重新干燥后MSD密封在有活性干燥剂包装的 MBB中可恢复仓储寿命（ Shelf Life）。短期暴露 MSD的干燥要求MSD潮湿环境中暴露时，参考表 6的要求可重新进行干燥处理。MSL暴露时间暴露环境条件车间寿命干燥箱（ 5%RH） 存放时间

20、要求烘烤要求仓储寿命 恢复条件所有车间寿命见表5恢复无见表 7干燥包装2、2a、3、4 1小2 时 30 /60%RH恢复5倍已暴露时间无无5、 5a8小时 30 /60%RH恢复10倍已暴露时间无无2、2a、3累积暴露时间车间寿命 30 /60%RH暂停任意时间无无表 6 MSD干燥技术要求备注：车间寿命“恢复”定义了 MSD的最大暴露时间，车间寿命“暂停”定义了MSD的剩余暴露时间。MSD在 30 /60%RH环境中暴露时间较短（见表 6），可使用干燥箱（维持 5%RH）存放的方法进行干燥 处理，具体要求如下：a、 2、 2a、 3、 4 级MSD如果暴露时间不超过 12小时， 5倍已暴露

21、时间的干燥箱存放可重新恢复车间寿命。 b、5、 5a 级MSD如果暴露时间不超过 8小时， 10倍已暴露时间的干燥箱存放可重新恢复车间寿命。c、2、2a、3 级 MSD 如果累积暴露时间不超过车间寿命，干燥箱存放可停止已暴露时间的累计，进行a定义的时间干燥处理可重新恢复车间寿命。MSD烘烤技术要求2 级以上 MSD，若超过包装拆封后存放条件及车间寿命要求，或密封包装下存放时间过长 （见警告标签上密封日期及存放条件，如果湿度指示卡指示袋内湿度已达到或超过需要烘烤的湿度界限） 或存放、运输器件造成密封袋破损、漏气使器件受潮，要求回流焊前必须进行烘烤。对于受潮 MSD，一般可按照厂家原包装袋上警告标

22、签中的烘烤条件进行烘烤。对于厂家没有相 应要求的，推荐采用高温烘烤（ 125 ）的方法。如果 MSD载体（如卷盘、托碟）不能承受 125高 温，建议使用高温载体进行替换。 MSD载体替换过程中注意防止器件 ESD损伤。一般 MSD烘烤处理不 建议使用低温烘烤条件。烘烤条件的具体要求如下： 对于不同等级以及暴露于湿度小于60%的环境中的湿度敏感性器件， 可按一个可接受的干燥方式干燥来置零落地寿命时钟。如果被烘干并密封于带干燥剂的湿气屏蔽包装袋内，仓储寿命可被置零。1 、 用于烘烤的烘箱要求通风以及能够在湿度小于5%的条件维持要求的温度。2 、 如果制造厂家没有特别声明，在高温载体内运输的表贴元件

23、可在 125 条件下烘烤。3 、 在低温载体内运输的表贴元件不可以在温度高于40条件下烘烤，如果较高温度的烘烤被要求，则应将低温载体撤去换上耐高温的载体。4 、 纸或塑料载体（比如纸盒，气泡袋，塑料包裹等）在烘烤之前应先将其撤离，橡胶带或塑料托盘在 125烘烤时也应撤离。注： 1） 用手搬运可能造成机械或 ESD损坏，因此，烘烤后以及干燥的环境用手工搬动器件时要特别注意ESD防护。2) 如果表贴器件被放在一个没有烘干载体的干燥袋中，请参考。3) 若载体材料需要再利用，在再利用前需咨询该材料的确切规格。4) 当表贴器件达到规定温度时烘烤时间开始。5 、可焊性限制 烘烤的过程中可能导致氧化或端面金

24、属化合物，这样就有可能引起在器件装配时可焊性变差，考虑到可焊 性，烘烤的时间以及温度必须要限定，除非制造厂家指示，在高于 90 不高于 125的条件下烘烤时间不应超 过 96 小时，如果温度不高于 90，烘烤时间没有限制，如果要采用高于 125 烘烤，必须咨询厂家。封装体等级烘烤 125烘烤 905%RH烘烤 405%RH超过落地寿命>72h超过落地寿 72h超过落地寿 超命>72h过落地寿命 72h超过落地寿 命 >72h超过落地寿命 72h厚度 25h3h17h11h8d5d2a7h5h23h13h9d7d39h7h33h23h13d9d411h7h37h23h15d9d

25、512h7h41h24h17d10d5a16h10h54h24h22d10d厚度>218h15h63h2d25d20d2a21h16h3d2d29d22d327h17h4d2d37d23d434h20h5d3d47d28d540h25h6d4d57d35d5a48h40h8d6d79d56d厚度248h48h10d7d79d67d>2a48h48h10d7d79d67d348h48h10d8d79d67d448h48h10d10d79d67d548h48h10d10d79d67d5a48h48h10d10d79d67dBGA封装 17mm × 17 mm 或任何 堆叠的管

26、芯 封装2-696h参照上面的 封装厚度以 及敏感等级不适用参照上面 的封装厚 度以及敏 感等级不适用参照上面的 封装厚度以 及敏感等级表 7 已装配的或未装配的表贴封装器件的干燥参考条件封装体厚度等级烘烤 125烘烤 15027h3h2a8h4h316h8h421h10h524h12h5a28h14h> mm mm218h9h2a23h11h343h21h448h24h548h24h5a48h24h> mm mm248h24h2a48h24h348h24h448h24h548h24h5a48h24h表 8 暴露在湿度大于 60%条件下在干燥包装前进行烘烤的默认烘烤时间 在用户现场

27、能够暂停或置零落地寿命时钟条件在用户现场能够暂停或置零落地寿命时钟条件见下表9。等级暴露时间 温度湿度落地寿 命干燥时间 对应 湿度烘烤货架寿命复位2，2a， 3，4， 5，5a任意时间 40 /85%RH置零NA表4干燥包装2，2a， 3，4， 5，5a>落地寿命 30 /60%RH置零NA表4干燥包装2a，3，4>12 小时 30 /60%RH置零NA表4干燥包装2，2a，3，4>12 小时 30 /60%RH置零5 倍暴露时间10%RHNANA5，5a>8 小时 30 /60%RH置零NA表4干燥包装5，5a8 小时 置零10 倍暴露时间NANA30 /60%RH

28、5%RH2，2a，3累积时间落地寿命暂停任意时间10%RHNANA表 9 ：暂停或置零落地寿命时钟14、潮湿敏感器件使用及注意事项MSD器件的技术认证要求1、 新器件认证必须确定其潮湿敏感等级，确定其封装厚度信息，5A、6级级器件禁止选用。2、 器件进入公司时需保证生产日期不超过1年，需要写入供货质量保证协议中。3 、无铅器件的 MSL需要在认证时确认。4、 要求采购的器件原厂包装。5 、和供应商签订的协议中包含 MSD工艺技术要求。无铅焊接要求采用无铅焊接温度 （ 260 ）后器件的潮湿敏感等级会有改变，需要重新确定潮湿敏感等级。器件潮湿敏 感等级库要对应调整。MSD来料检验要求IQC在来料

29、检验时要确认 MSD器件是否真空包装， 是否有潮湿敏感指示标签， 如不是则需要判不 合格进行退货。MSD拆封要求对于MSL为2级以上（包括 2级）的 MSD，拆封时首先查看真空包装内湿度指示卡（HIC）显示的受潮程度：如果湿度指示卡指示袋内湿度已达到或超过需要烘烤的湿度界限，则需烘烤后再上 SMT 生产，否则可直接生产。还需检查 MBB袋中是否有干燥剂，如没有，判定为不合格来料。MSD发料要求对于需要拆包分料的潮湿敏感器件， 24 级 MSD要求在 1小时内完成并重新干燥保存， 5 5a 级 MSD要求在 30分钟内完成并干燥保存（密封真空包装或置于的干燥箱中）；对于当天还需要再进 行分料 2级以下（包括 2级） MSD，可不做密封要求；但每天最后未发完的2级以上（包括 2级） MSD都必须重新真空密封包装或放入干燥箱中保存。仓库发到车间的 2级以上（包括 2级）的潮湿敏感器件， 分料后一律采用真空密封包装的方法发往 车间 ,必须内含 HIC卡。剩余 MSD处理要求 为了减少潮敏器件的烘烤周期，包装开封后未用完且未超过车间寿命的潮湿敏感器件，应立即放入运行 中干燥箱中（ 5%RH）或使用活性干燥剂及 MBB密封 保存，保存时间可参考表的干燥要求。MSD烘烤要求对于超过车间寿命要求的