MSD(湿敏器件防护)控制技术规范

1、新飞佳电子有限公司MSD(湿敏器件防护)控制技术规范版本号： V1.0 版拟制日期：2015年01月06日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200C,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

2、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：4.1 供应资源开发部负责湿度敏感器件的采购。4.2 材料技术部负责提供湿度敏感器件的规格书。4.3 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。4.4 物流管理部仓储科负责对

3、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)。4.5 品质部负责湿度敏感器件的来料检验和现场使用监督以及使用异常的反馈。4.6 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R名称1J-STD-020CMoisture/Reflow Sensitivity Classification for Plastic Integrated CircuitSurface Mount Devices2J-STD-033BStandard for Handlin

4、g, Packing, Shipping, and Use of Moisture/ReflowSensitive Surface 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

5、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）

6、，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朝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;

7、c、暴露时间的长短。备注：1、MSE&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为MSD2、PSMDI湿敏感定义MSDE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安装时如果器彳封装体温度 <200 C,可不在MSDfM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W30C/85%RH21年W30C/60%RH2a4周<30C/60%RH13168小时<30C/

8、60%RH472小时<30C/60%RH548小时<30C/60%RH5a24小时<30C/60%RH6使用前必须进行烘烤，并在警告标签 规定的时间内焊接完毕。<30C/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10.1 、MS子燥包装要求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

9、示H二干燥剂湿度敏感识别标签警示标签1可选可选可选小要求小要求（按 220225 c分级）要求（不按220225 c分级）2可选要求要求要求要求2a-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 10.2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10.2 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 0.002gm/in2 （在40C,按“ E" ASTMF392的条件的2

10、4小时内弯曲试验）字号项目单位指标标准1金属层电阻欧< 0.1 欧ASTMD-2572屏敝性分贝> 60分贝MIL-B-81705-C3屏敝电压伏特< 10伏特EIA5414拉伸强度kg> 24 磅(10kg)FTMS1015水蒸气透过量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12496氧气透过量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12497内层表向电阻率 （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-257

11、9热封温度C170 ±1010热封时间秒0.3-0.511热封压力帕40-6012封口强度C> 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 0 w 3mmGB/96-04-101.1.1 2.2干燥剂技术要求：干燥剂材料要求满足 MIL-D-3464 Type n标准，有维持 W5%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W 5%RH吸潮能力要求的干燥剂材料在 <30：

12、 /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118 c33g可以硅胶(Silica Gel )好118 c28g可以分子筛(Molecular Sieve )极好> 500 c32g/、可以表3常用干燥剂材料10.2.3 湿度指示卡（HIC）要求满足MIL-I-8835标准，且最少包含5%RH、10%RH、6

13、0%RH 3个色彩指示点。HIC通常由包含氯化钻（Cobalt Chloride）溶剂的吸水纸组成，其外形要求如图2所示。HUMIDITY INDICATOR Cwiplin wdh IPCf JED EC STD-0038 LEVEL 2 PARTSBake parts M如 if 60% is NOT blueLEVEL 2A-5A P 息 RTSBake parts if 10% is NOT回四 and 5% is pinkInitial Usk Dq not put this card into a bag if 50% s pink.图2 湿度指示卡（HIC）要求干燥密封MBB包装

14、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 （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。 下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

15、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10.2.4 潮湿敏感标签潮敏识别标签（MSIL）和警告标签要求符合 JEDEC JEP113标准。MSIL （Moisture-sensitive Identify Label ）,潮敏识别标签，其要求见图 3:图3潮敏识别标签第19页共19页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

16、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。湿敏元件的等级湿敏元件标志保存期限CautionThs Lijlj cjnidiris MCISTJRE SENS TIVE DEVICESr sunt 54« a甲加a jlrit cte元件最高耐温值烘烤 标准-Ca culated shelf ife in seaed bag: 12 mcriths al -4。七 and 比尔% 时由 Hine tiumicity (RH上手工.Peak pdtlifje body leinperaluit._七rti*nL »» Kiccr: t»'

17、 com Xi#3 支ftehaq 母 opened ae/ices 力ac wii &e suLjectec t。relcv. sobier or o1her high terrpeot-re process musJ be暴露时间a) Mounted withinheurs of factory conditons温湿度指示值的识别烘烤标准H bhnk 31g<30cC0%RH,oTb) Stored per J-STdO影d Devices rpqi liremni inf in g' a) Himidity irdicatcr Cart reads >10%

18、 fcr level 2a - 5a devices or -60% for level 2 ctev<es 认tien read o123± 5*Cb) 3a or 3b are not nel> 一5 1 bak ing 匡 reqji red, refe rlo PQJE口EC J-STD-033 ftrpro2ccurc防潮袋密封日期Baq Sea DateHoia: LbveH Br»d body Eemprature defined by IPCiUEDE<如果标签的内容为 空白，在条形码标 签上找警告贴纸11、特殊MS的标签要求a、6级MSD

19、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、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 220225C , 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 220225 C,包装中可不使用潮敏警告标签。13、潮湿敏感器件操作要求 13. 1、MS包装储存环境条件/存储时间要求密封MS包装存储环境条件要求： 40C/90%RH密封MS包装储存期限要求： 2年（从MS腹封日期开始计算）。超存储期MS

20、匪使用前必须进行干燥处理和器件引脚可焊性检测。13. 2 MSK间寿命降额要求MSD包装拆封后的一般要求在w 30C/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%oooo944432261675435 c> 3.1mm2aoooo12460413328107630 c包括PQFPs>oooo167785342361410825 c84Pinsoooo231103695

21、74719131020 cPLCCs所有的oooo8766643335 cMQFP或所有的3oooo10987754430 cBGA> 1mmoooo1311109976525 coooo1714131212108720 coo33322221135 coo54443332230 c4oo65555433325 coo87777654420 coo22221111135 coo43322221130 c5oo55443322225 coo77655433320 coo11111111135 coo21111111130 c5aoo32222222125 coo54333222220 c2

22、aoooooooooooooooooooooooooooooooo5886148oo303951692228374934682345123435 c30 c25 c20 coooo12976522135 coooo191298732230 c3oooo25151210953325 c2.1mm3.1mmoooo321915131275420 c包才PLCCs （矩oo54332211135 c形）18-32Pins4oo75443322130 cSOICs （宽体）oo97554432225 cSOICs> 20 Pinsoo119766543320 cPQFPsC 80 Pinsoo3

23、2222111135 coo43322211130 c5oo54333321125 coo65544433220 coo11111110.50.535 coo21111110.50.530 c5aoo22222211125 coo32222222120 coooooooooooo1710.50.535 coooooooooooo2811130 c2aoooooooooooooo21125 coooooooooooooo22120 coooooooooo8510.50.535 c< 2.1mm3oooooooooo11711130 c包括oooooooooo141021125 cSOICs

24、v 18 Pinsoooooooooo201322120 c所有TQFPsoooooo743210.50.535 cTSOP戴所有4oooooo954311130 cBGAs< 1mmoooooo1275421125 coooooo1797622120 coooo7322110.50.535 coooc5ooocoooo26865422120 cOO72111110.50.535 cOO103211111130 c5aOO135322211125 cOO186432222120 c表5推荐的MSD车间寿命要求（单位：天）13. 3 MS

25、计燥技术要求13.1.1 长期暴露MSDJ干燥要求MSD口果暴露时间较长（不满足 7.3.2节条件），可参考MS烘烤条彳（表7）进行重新干燥处理。重新干燥 后MS密封在有活性干燥剂包装的 MB冲可恢复仓储寿命（Shelf Life ）。13.1.2 短期暴露MSDJ干燥要求MSD!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、40 12小时0 30 C /60%RH恢复5倍已暴露时间无无5、5a< 8小时0 30

26、C /60%RH恢复10倍已暴露时间无无2、2a、3累积暴露时间 w车间寿命0 30 C /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 MSDJ最大暴露时间，车间寿命“暂停”定义了MSDJ剩余暴露时间。MS匪W30C/60%RM境中暴露时间较短（见表6）,可使用干燥箱（维持w 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口果暴露时间不超过12小时，5倍已暴露时间的干燥箱存放可重新恢复车间寿命。b、5、5a级MSD口果暴露时间不超过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

27、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。13.4 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（125C）的方法。如果MSD载体（如卷盘、托碟）不能承受 125c高温，建议使用高温载体进行替换。MSD载体替换过程中注意

28、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%勺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% 勺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可在125c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40c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

29、应先将其撤离，橡胶带或塑料托盘在125 c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 10.1。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90c不高于125c的条件下烘烤时间不应超过96小时，如果温度不高于 90 C,烘烤时间没有限制，如

30、果要采用高于125c烘烤，必须咨询厂家。封装体等级烘烤1253烘烤90：0 5%RH烘烤402<5%RH超过落地寿命 >72h超过落地寿<72h超过落地寿 ;命 >72h也过落地寿命& 72h超过落地寿命 >72h超过落地寿命<72h厚度< 1.4mm25h3h17h11h8d5d2a7h5h23h13h9d7d39h7h33h23h13d9d411h7h37h23h15d9d512h7h41h24h17d10d5a16h10h54h24h22d10d厚度 > 1.4mm & 2.0mm218h15h63h2d25d20d2a21

31、h16h3d2d29d22d327h17h4d2d37d23d434h20h5d3d47d28d540h25h6d4d57d35d5a48h40h8d6d79d56d厚度> 2.0mm< 4.5mm248h48h10d7d79d67d2a48h48h10d7d79d67d348h48h10d8d79d67d448h48h10d10d79d67d548h48h10d10d79d67d5a48h48h10d10d79d67dBGA寸装> 17mm< 17 mm或任何堆叠 的管芯封装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

32、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1253烘烤150C8暴露< 1.4mm27h3h2a8h4h316h8h在湿421h10h度大524h12h5a28h14h于60%> 1.4 mm218h9h条件& 2.0 mm2a23h11h343h21h下在448h24h干燥548h24h包装5a48h24h>2.0 mm248h24h前进< 4.5 mm2a48h24h行烘348h24h448h24h烤的548h24h默认5a48h24h烘烤时间13.5在用户现场能够暂停或置零落地寿命时钟条件在用户现场

33、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 命干燥时间刨应 湿度烘烤货架寿命复位2, 2a, 3, 4, 5, 5a任意时间W40C/85%RH置零NA表4干燥包装2, 2a, 3, 4, 5, 5a>落地寿命<30C/60%RH置零NA表4干燥包装2a, 3, 4>12小时 <30C/60%RH置零NA表4干燥包装2, 2a, 3, 4>12小时 <30C/60%RH置零5倍暴露时间W10%RHNANA5, 5a>8小时<30C/60%RH置零NA表4干燥包装5, 5a< 8小时<30C/60%RH置零10

34、倍暴露时间w5%RHNANA2, 2a, 3累积时间落地寿命暂停任意时间w10%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14.1 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MS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 MSE艺技术要求。14.2 无铅焊接要求采用无铅焊接温度（260 C）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。14.

35、3 MSD来料检验要求IQC在来料检验时要确认 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。14.4 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。14.5 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，55a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