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光敏類元器件濕敏等級介紹

2024-05-21

MSL：

通常封裝完的IC，膠體或Substrate PCB 在一般的環(huán)境下會吸收濕氣，造成IC在過 SMT回流焊時，發(fā)生“爆米花”(POPCORN)的狀況。濕氣敏感性等級(Moisture Sensitivity Level，MSL) 被用來定義 IC 在吸濕及保存期限的等級，若IC超過保存期限，則無法保證不會因吸收太多濕氣而在SMT回流焊時發(fā)生 POPCORN現(xiàn)象。因此對于超過保存期限的 IC 要進(jìn)行烘烤。

IR LED.jpg

MSL測定的流程是：

(1) 良品IC 進(jìn)行 SAT，確認(rèn)沒有脫層的現(xiàn)象。

(2) 將 IC 烘烤，以完全排除濕氣。

(3) 依 MSL 等級加濕。

(4) 過 IR-Reflow 3次 (模擬 IC 上件，維修拆件，維修再上件)。

(5) SAT 檢驗(yàn)是否有脫層現(xiàn)象及 IC 測試功能。

若能通過上述測試, 代表 IC 封裝符合 MSL 等級。

微信圖片_20240328101343.jpg

MSL的分類有8級，具體如下：

1 級 - 小于或等于30°C/85% RH 無限車間壽命

2 級 - 小于或等于30°C/60% RH 一年車間壽命

2a級 - 小于或等于30°C/60% RH 四周車間壽命

3 級 - 小于或等于30°C/60% RH 168小時車間壽命

4 級 - 小于或等于30°C/60% RH 72小時車間壽命

5 級 - 小于或等于30°C/60% RH 48小時車間壽命

5a級 - 小于或等于30°C/60% RH 24小時車間壽命

6 級 - 小于或等于30°C/60% RH 12小時車間壽命（對于6級，元件使用之前必須經(jīng)過烘焙，并且必須在潮濕敏感注意標(biāo)貼上所規(guī)定的時間限定內(nèi)回流）

濕氣不僅嚴(yán)重加速了電子元器件的損壞，而且對元件在焊接過程中的影響也是非常巨大，這是因?yàn)楫a(chǎn)品生產(chǎn)線上的元件焊接都是在高溫下進(jìn)行波峰焊或回流焊并由焊接設(shè)備自動完成的。當(dāng)將元器件固定到PCB板上時，回流焊快速加熱將在元器件內(nèi) 部形成壓力，由于不同封裝結(jié)構(gòu)材料的熱膨脹系數(shù)(CTE)速率不同，因此可能產(chǎn)生元器件封裝所不能承受的壓力。當(dāng)將元器件暴露在回流焊接期間，由于溫度環(huán)境不斷升高， SMD元件內(nèi)部的潮氣會產(chǎn)生足夠的蒸汽壓力損傷或毀壞元件。常見的情況包括塑料從芯片或引腳框上的內(nèi)部分離(脫層)、金線焊接損傷、芯片損傷、和元器件內(nèi)部出現(xiàn)裂紋(在元件表面無法觀察出來)等。在一些[敏感詞]的情況中，裂紋會延伸到元件的表面，最嚴(yán)重的情況就是元件鼓脹和爆裂(叫做“爆米花”效應(yīng))。盡管進(jìn)行回流焊操作時，在180℃~200℃時少量的濕氣是可以接受的，但在230℃~260℃的范圍中的無鉛工藝?yán)铮魏螡穸鹊拇嬖诙寄軌蛐纬勺銐驅(qū)е缕?壞封裝的小爆炸(爆米花狀)或材料分層。因此必須進(jìn)行明智的封裝材料選擇、慎重控制組裝環(huán)境及在運(yùn)輸中采用密封包裝及放置干燥劑等措施。實(shí)際上國外經(jīng)常使用裝備有射頻標(biāo)簽的濕度跟蹤系統(tǒng)、局部控制單元和專用軟件來顯示封裝、測試流水線、運(yùn)輸/操作及組裝操作中的濕度并進(jìn)行實(shí)時控制。

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