(MSL)预处理/潮湿敏感度

在电子产品制造过程中，表面贴装技术（SMT）已经成为主流。然而，SMT工艺对元器件的潮湿敏感度提出了更高的要求。如果潮湿敏感元器件在贴装前吸收了过多的水分，在回流焊的高温过程中，水分会迅速膨胀，导致元器件内部产生裂纹、分层、爆米花效应等缺陷，严重影响产品的可靠性。为了解决这一问题，业界引入了潮湿敏感度等级（Moisture Sensitivity Level，简称MSL）和预处理（Preconditioning）的概念。

什么是MSL？

MSL是由IPC/JEDEC联合制定的标准（J-STD-020），用于评估非气密性固态表面贴装器件（SMD）对潮湿的敏感程度。MSL等级从1到6，数字越大，表示器件对潮湿越敏感，车间寿命（Floor Life）越短。

• MSL 1：无限车间寿命（≤30°C/85%RH）。
• MSL 2：1年车间寿命。
• MSL 2a：4周车间寿命。
• MSL 3：168小时（7天）车间寿命。
• MSL 4：72小时（3天）车间寿命。
• MSL 5：48小时（2天）车间寿命。
• MSL 5a：24小时（1天）车间寿命。
• MSL 6：强制烘烤后立即使用。

为什么需要MSL预处理？

MSL预处理的目的是模拟潮湿敏感元器件在运输、存储和SMT贴装过程中可能经历的环境条件，以评估其耐受回流焊高温的能力。如果元器件在预处理后出现缺陷，则表明其在实际生产中也可能出现类似的问题。

潮湿对元器件的影响主要包括：

• 吸湿：元器件的封装材料会吸收空气中的水分。
• 膨胀：回流焊过程中，水分受热膨胀，产生应力。
• 失效：应力超过材料强度，导致裂纹、分层、爆米花效应等。

MSL预处理流程

MSL预处理通常包括以下步骤：

1. 初始检测：对元器件进行外观检查和电性能测试。
2. 烘烤：将元器件在125°C下烘烤一定时间（根据MSL等级和J-STD-033标准确定），以去除吸收的水分。
3. 吸湿：将烘烤后的元器件暴露在特定温湿度条件下（例如30°C/60%RH或85°C/85%RH，根据MSL等级和J-STD-020标准确定）一定时间，使其吸收一定量的水分。
4. 回流焊模拟：将吸湿后的元器件进行3次回流焊模拟（模拟实际SMT贴装过程）。
5. 最终检测：对回流焊后的元器件进行外观检查、电性能测试和声学显微镜（SAM）检查，以评估其是否出现缺陷。

不同MSL等级的要求

相关JEDEC标准

• J-STD-020：Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Surface Mount Devices（非气密性表面贴装器件的潮湿/回流焊敏感度分类）
• J-STD-033：Standard for Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices（潮湿/回流焊敏感表面贴装器件的操作、包装、运输和使用标准）

MSL测试与预处理的注意事项

• 仔细阅读并理解J-STD-020和J-STD-033标准。
• 根据元器件的MSL等级和实际生产条件，制定合理的预处理方案。
• 严格控制烘烤温度和时间，避免过度烘烤导致元器件损坏。
• 使用防潮包装（防潮袋、干燥剂、湿度指示卡）存储和运输潮湿敏感元器件。
• 定期校准温湿度设备，确保测试结果的准确性。

总结

MSL预处理和潮湿敏感度测试是保障SMT贴装质量和产品可靠性的重要环节。通过了解MSL等级、执行正确的预处理流程、遵循相关标准，可以有效降低潮湿敏感元器件在SMT过程中的失效风险。海沣检测拥有专业的MSL预处理和潮湿敏感度测试设备和经验丰富的工程师团队，可以为您提供符合J-STD-020和J-STD-033标准的测试服务，确保您的产品质量。

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