SMD的到来引入了一个全新的可靠性质量问题——因元器件受潮在回流焊造成的裂缝和分层的封装损坏。
什么是MSD?
MSD (Moisture Sensitive Devices)潮湿敏感器件
MSD主要指非气密性SMD器件。包括塑料封装、其他透水性聚合物封装(环氧、有机硅树脂等)。一般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,也越容易受湿气损害。可分为1、2、2a、3、4、5、5a、6,其中1级器件不是MSD。
MSL细分
注:潮敏等级6的器件每次使用前都要烘烤
什么是MSD
亿光的SMD类别
A类,通常称蝴蝶型,由支架压模成型,91-21与95-21系列
B类,通常称chip型 ,由PCB压模成型,0603 0805 1206系列
C类,通常称TOP型,由支架+射出成型,3528 2835等
MSD控制的必要性
1.潮湿对可靠性带来的危害
电气短路
金属氧化
电化学腐蚀
MSD危害
MSD危害作用在焊接、包括维修的加热过程中。
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。
2.技术的进步加深MSD问题
面阵列封装器件(如:SGA,CSP)使用数量的不断增加。面阵列封装器件趋向于采用卷带封装,每盘卷带可以容纳非常多的器件,这延长了器件的暴露时间。
贴片无铅化,无铅合金的回流峰值温度更高,它可能使MSD的湿度敏感性至少下降1-2个等级。
MSD危害原理
在回流区,整个器件要在183度(或217度)以上60-90s左右,有铅焊最高温度235度,无铅焊要达到260度。
在回流区的高温作用下,器件内部的水分会快速膨胀,器件的不同材料之间的配合会失去调节,各种连接则会产生不良变化,从而导致器件剥离分层或者爆裂,于是器件的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的称作“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变化的,而且在测试过程中,MSD也不会表现为完全失效。
A类贴片可以认为防潮等级1-2级
B类贴片大约为2-2a等级,体积较大的贴片接收头如H538等为3-4级
C类贴片,硅胶或硅树脂封装的为2a-3级,环氧树封装的为4-5级
MSD储存和使用
购买来器件应当检查标签,确定是否为MSD;MSD需检查包装是否有破损,漏气。
不使用的MSD应当储存在电子防潮柜或防潮箱内。
1. 推荐每次只取需要量的器件。
2. 即用即取,取出后迅速将防潮袋或防潮箱密封,减少MSD和干燥剂在空气中暴露时间。
MSD再干燥
通常轻微受潮的元器件可以进行烘烤除湿,一般用70度烘烤12小时以上。
严重受潮的元器件必需拆开载带,先用90度烘烤4小时,然后再升温到120度烤12小时,然后再重新编带包装。
烘烤时务必控制好温度和时间。如果温度过高,或时间过长,很容易使器件氧化,或着在器件内部接连处产生金属间化合物,从而影响器件的焊接性。除非有特殊说明,否则器件在90℃-125℃条件下烘烤的累计时间不超过96小时。
目前C类产品有两种封装方式:
1.环氧树脂封装:要求抗硫化或防潮较严的地方,比如汽车以及显示屏
环氧树脂封装的产品防潮等级一般为4-5级。
2.硅树脂或硅胶封装:白灯因光衰问题基本上都是此类封装,一般室内用的电器或灯具上均可用此类封装,此类封装要注意防硫化或受潮氧化,同时客户在贴片加工时吸嘴必需用大尺寸的,要吸灯珠的白色壳体,否则会有粘吸嘴与压断金线状况发生。但它的防潮等级一般为2a-3级。
MSD车间寿命要求(Floor Life) |
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标准条件 ≤30℃/60%RH |
降额条件1 ≤30℃/70%RH |
降额条件2 ≤30℃/80%RH |
降额条件3 ≤30℃/90%RH |
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1 |
无限制 |
无限制 |
无限制 |
无限制 |
2 |
1年(8760小时) |
半年(4380小时) |
3个月(2160小时) |
3个月(2160小时) |
2a |
28天 (672小时) |
10天(240小时) |
7天(168小时) |
6天(144小时) |
96小时 |
72小时 |
48小时 |
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24小时 |
24小时 |
24小时 |
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3 |
168小时 |
120小时 |
96小时 |
96小时 |
72小时 |
48小时 |
48小时 |
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24小时 |
24小时 |
24小时 |
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4 |
72小时 |
72小时 |
48小时 |
48小时 |
48小时 |
48小时 |
24小时 |
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24小时 |
24小时 |
24小时 |
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5 |
48小时 |
48小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
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24小时 |
24小时 |
24小时 |
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5a |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
24小时 |
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24小时 |
24小时 |
12小时 |
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6 |
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。 |
四、潮敏器件干燥包装要求
1、MSD干燥包装由防潮包装袋(MBB)、干燥剂包、湿度指示卡(HIC)以及包装袋外部的潮湿敏感标签等组成,具体见下图:
2、不同MSL器件的干燥包装有详细区分,具体见下表:
五、潮敏器件干燥包装要求
1、湿度指示卡(HIC)不能和干燥器重叠放置或者挨着放置(干燥剂对HIC指示精度有影响);华为分料包装时,湿度指示卡与干燥剂分别放置于物料的两面(底部与顶部),避免湿度指示卡与干燥剂相互接触,影响湿度指示卡的颜色变化。
2、MBB采用加热封口方式,为避免操作运输过程中损坏,包装袋内部不能完全真空(要求一定空气残留,通常:托盘包装/80±5%真空度,卷带包装/45±5%真空度)。根据物料类别与包装袋选用对应的程序模式,并确认程序参数设置在范围内。
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