潮湿敏感度等级STD标准

1、潮湿敏感度对J-STD-033B.1解读潮湿敏感度等级STD标准第1页 Copyright FPI inc, all right序言MSD控制必要性什么是MSDMSD危害原理MSL细分MSD标识MSD储存和使用MSD降额MSD再干燥MSD返修了解性操作性 SMD到来引入了一个全新可靠性质量问题因为回流焊造成裂缝和分层封装损坏。潮湿敏感度等级STD标准第2页 Copyright FPI inc, all rightMSD控制必要性潮湿对可靠性带来危害电气短路金属氧化电化学腐蚀MSD危害MSD危害作用在焊接、包含维修加热过程中。重视并研究MSD问题，对加工、运输、器件选型和仓库管理起指导作用。潮湿

2、敏感度等级STD标准第3页 Copyright FPI inc, all rightMSD控制必要性技术进步加深MSD问题面阵列封装器件(如：BGA ,CSP)使用数量不停增加。面阵列封装器件趋向于采取卷带封装，每盘卷带能够容纳非常多器件，这延长了器件曝露时间。 贴装无铅化。无铅合金回流峰值温度更高，它可能使MSD湿度敏感性最少下降1或2个等级。 潮湿敏感度等级STD标准第4页 Copyright FPI inc, all right什么是MSDMSD (Moisture Sensitive Devices)潮湿敏感器件MSD主要指非气密性SMD器件。包含塑料封装、其它透水性聚合物封装（环氧、

3、有机硅树脂等）。普通IC、芯片、电解电容、 LED等都属于非气密性SMD器件。 MSL (Moisture Sensitivity Level)潮湿敏感等级MSD分级，等级越高，对湿度越敏感，也越轻易受湿气损害。可分为1、2、2a、3、4、5、5a、6，其中1级器件不是MSD。潮湿敏感度等级STD标准第5页 Copyright FPI inc, all right什么是MSDMSD封装材料以陶瓷、金属材料封装半导体组件气密性较佳，成本较高，适合用于可靠性要求较高使用场所。以塑料封装半导体组件气密性较差，不过成本低，所以成为电视机、电话机、计算机、收音机等民用具主流。 我们现在使用器件主要以氧环

4、树脂为主。PS: 选取什么材质器件封装和基板材质相关。潮湿敏感度等级STD标准第6页 Copyright FPI inc, all right什么是MSD惯用术语MBB: Moisture Barrier Bag 防潮袋HIC: Humidity Indicator Card 潮湿指示卡Floor life: MSD离开密封环境，暴露在空气中时间Shelf life: MSD器件能存放在干燥袋中最小时间，从袋密封日期开 始，通常最小不低于12个月参考文件：J-STD-033B.1 January J-STD-020D June J-STD-033A year JET113 May 1999In

5、tel Packaging TechnologyJ-STD-033: MSD处理、包装、运输。J-STD-020: MSL分类标准。JEP113: MSD标签说明。潮湿敏感度等级STD标准第7页 Copyright FPI inc, all rightMSD危害原理在回流区，整个器件要在183度以上60-150s左右，最高温度在220-235度（SnPb共晶）。回流焊潮湿敏感度等级STD标准第8页 Copyright FPI inc, all rightMSD危害原理无铅焊接峰值温度、预热温度更高，最高温度在245-260度。潮湿敏感度等级STD标准第9页 Copyright FPI inc,

6、 all rightMSD危害原理在回流区高温作用下，器件内部水分会快速膨胀，器件不一样材料之间配合会失去调整，各种连接则会产生不良改变，从而造成器件剥离分层或者爆裂，于是器件电气性能受到影响或者破坏。破坏程度严重者，器件外观变形、出现裂缝等（通常我们把这种现象形象称作“爆米花”现象）。像ESD破坏一样，大多数情况下，肉眼是看不出来这些改变，而且在测试过程中，MSD也不会表现为完全失效。潮湿敏感度等级STD标准第10页 Copyright FPI inc, all rightMSD危害原理引线剥离潮湿敏感度等级STD标准第11页 Copyright FPI inc, all rightMSD危

7、害原理封装分层破裂潮湿敏感度等级STD标准第12页 Copyright FPI inc, all rightMSD危害原理模塑料吸水性试验潮湿敏感度等级STD标准第13页 Copyright FPI inc, all rightMSD危害原理影响MSD参数主要是器件材料和器件几何尺寸，几何尺寸主要是指厚度。1.厚度对器件潮湿敏感度影响表达在两个方面：1. 厚度大（体积大）器件温度升高慢，相对厚度小（体积小）器件来说危害时间短。2. 湿气完全渗透厚度大器件所需要时间长，即其Floor life相对要长。2.材料对器件潮湿敏感度影响表达在透水性潮湿敏感度等级STD标准第14页 Copyright

8、FPI inc, all rightMSL细分潮敏等级暴露在空气中寿命时间环境1无限制 30/85%RH 2一年 30/60%RH2a四面 30/60%RH3168小时30/60%RH472小时 30/60%RH548小时 30/60%RH5a二十四小时 30/60%RH6标签上要求30/60%RH注：潮敏等级6器件每次使用前都要烘烤 潮湿敏感度等级STD标准第15页 Copyright FPI inc, all rightMSD标识level1Level25aLevel6潮湿敏感度等级STD标准第16页 Copyright FPI inc, all rightMSD标识干燥剂计算U = (0

9、.304 * M * WVTR * A)/DU 干燥剂用量（单位）M 密封储备时间（月）A MBB表面积（平方英寸）D 一单位干燥剂在10% RH、25时能吸收水总量（克）干燥剂干燥能力未知情况下使用简化公式U = 5 X 10-3 * AWVTR (Water Vapor Transmission Rate) 小于等于0.002克/100平方英寸（24 小时40 ）依据托盘吸湿性还要适当增加干燥剂潮湿敏感度等级STD标准第17页 Copyright FPI inc, all rightMSD标识湿度指示卡读法如变粉红需烘烤如变粉红需更换干燥剂指示剂超出测量范围请丢弃该卡防止接触金属相对湿度J

10、-STD-033A潮湿敏感度等级STD标准第18页 Copyright FPI inc, all rightMSD标识湿度指示卡读法等级2部分60%不是蓝色时需要烘烤潮湿指示剂当60%粉红色时，不要将该卡放入袋中等级2a-5a部分10%不是蓝色且5%粉红色时需要烘烤相对湿度J-STD-033B潮湿敏感度等级STD标准第19页 Copyright FPI inc, all rightMSD标识因为缺乏规范，所以HIC种类也有很多。潮湿敏感度等级STD标准第20页 Copyright FPI inc, all rightMSD储存和使用购置来器件应该检验标签，确定是否为MSD；MSD需检验包装是否

11、密封，如有破损（不论有几层），应检验HIC是否变色。查看并统计封口日期，作为Shelf Life启始时间。不使用MSD应该储存在密封防潮袋或防潮箱内。1. 推荐每次只取需要量器件。2. 即用即取，取出后快速将防潮袋或防潮箱密封，降低MSD和干燥剂在空气中暴露时间。3. 推荐在托盘、包装上贴加标签（最好区分普通标签颜色，如使用黄色）做存取统计，跟踪管理。使用MSD前应检验其干燥程度，如有需要再做对应烘干处理。干燥剂在密封MBB中经典有效时间为5年潮湿敏感度等级STD标准第21页 Copyright FPI inc, all rightMSD储存和使用潮湿敏感等级包装袋（Bag）干燥材料（Desi

12、ccant）潮湿显示卡（HIC）警告标签（Warning Label）1无要求无要求无要求无要求2防潮包装袋要求要求要求2a 5a防潮包装袋要求要求要求6特殊防潮包装袋特殊干燥材料要求要求潮湿敏感度等级STD标准第22页 Copyright FPI inc, all rightMSD储存和使用本公司使用MSD器件QFP潮湿敏感度等级STD标准第23页 Copyright FPI inc, all rightMSD储存和使用图例潮湿敏感度等级STD标准第24页 Copyright FPI inc, all rightMSD降额环境温度和器件厚度影响Floor life潮湿敏感度等级STD标准第2

13、5页 Copyright FPI inc, all rightMSD降额潮湿敏感度等级STD标准第26页 Copyright FPI inc, all rightMSD降额潮湿敏感度等级STD标准第27页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥通常，物料从贴片机上拆下以后，在再次使用以前，会一直存放在干燥环境里，比如干燥箱，或者和干燥剂一起重新封装。很多组装人员认为，在器件保留在干燥环境以后，能够停顿统计器件曝露时间。实际上，一旦器件曝露相当长一段时间后（一小时以上），吸收潮气将保留在包装内，向中央界面扩散 ，从而很可能对器件造成破坏。最近调查结果清楚表明，器件在

14、干燥环境下时间与在环境中曝露时间一样主要。有例子表明，湿度等级为5（正常拆封寿命为48小时）PLCC器件，干燥保留70小时以后，实际上，仅仅曝露16个小时，便超出了其致命湿度水平。 潮湿敏感度等级STD标准第28页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥干燥剂暴露30分钟内还能够继续使用。时间重置对于原本干燥器件，暴露在不超出30/60%，能够在室温下放回MBB或干燥箱内，由干燥剂干燥。MSL 2、2a、3: 对于暴露时间少于12小时零件在干燥环境连续5倍时间，能够将Floor life重置为零。MSL 4、5、5a:对于暴露时间少于8小时零件在干燥环境连续10倍

15、时间，能够将Floor life重置为零。烘干后器件能够将Shelf life置零。潮湿敏感度等级STD标准第29页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥默认表潮湿敏感度等级STD标准第30页 Copyright FPI inc, all right详表（考虑了Floor life）潮湿敏感度等级STD标准第31页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥烘干时应注意1. 普通装在高温料盘（如高温Tray盘）里面器件都能够在125温度下进行烘烤，除非厂商特殊注明了温度。Tray盘上面普通注有最高烘烤温度。 潮湿敏感度等级STD标准第3

16、2页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥2. 装在低温料盘（如低温Tray盘、管筒、卷带）内器件其烘烤温度不能高于40，不然料盘会受到高温损坏。 3. 在125高温烘烤以前要把纸/塑料袋/盒拿掉。 4. 烘烤时注意ESD（静电敏感）保护，尤其烘烤以后，环境尤其干燥，最轻易产生静电。5. 烘烤期间，注意不能造成料盘释放出不明气体，不然会影响器件焊接性。 潮湿敏感度等级STD标准第33页 Copyright FPI inc, all rightMSD再干燥6. 烘烤时务必控制好温度和时间。假如温度过高，或时间过长，很轻易使器件氧化，或着在器件内部接连处产生金属间化合物，从而影响器件焊接性。除非有特殊说明，不然器件在90-125条件下烘烤累计时间不超出96小时。 7. 烘烤期间一定要作好烘烤统计，方便控制好烘烤时间。 潮湿敏感度等级STD标准第34页 Copyright FPI inc,