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MSD危害原理

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。
注：潮敏等级6的器件每次使用前都要烘烤
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MSD标识
level1
Level2~5a
Level6
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MSD标识

干燥剂计算 WVTR
(Water Vapor Transmission Rate) 小于等于0.002克/100平方英寸（24 小时40℃ ）

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什么是MSD

MSD封装材料 以陶瓷、金属材料封装的半导体组件的气密性较佳，成本较高，适用 于可靠性要求较高的使用场合。以塑料封装的半导体组件的气密性较 差，但是成本低，因此成为电视机、电话机、计算机、收音机等民用 品的主流。
我们现在使用的器件主要以氧环树脂为主。
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。
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MSD返修

如果要拆掉主板上的器件，最好采用局部加热，器件的表面温度控 制在200℃以内，以减小湿度造成的损坏。如果有些器件的温度要 超过200℃，而且超过了规定的Floor Life，在返工前要对主板进行 烘烤。
注意： 1. 某些板材不能持续加温大于125 ℃。如FR-4，不能在大于125 ℃坚 持24小时。 2. 某些器件不能持续加温。如某些LED，超过70 ℃就会融化。 3. 电池和电解电容不能加热。
2. 材料对器件潮湿敏感度的影响体现在透水性
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MSL细分
潮敏 等级
1 2 2a 3 4 5 5a 6 暴露在空气中的寿命 时间 无限制 一年 四周 168小时 72小时 48小时 24小时 标签上要求 环境 ≤30℃/85%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH ≤30℃/60%RH
PS: 选用什么材质的器件封装和基板材质有关。
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什么是MSD
常用术语 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，暴露在空气中的时间 Shelf life: MSD器件能存放在干燥袋中的最小时间，从袋密封日期开 始，通常最小不低于12个月

图例
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MSD降额
环境温度和器件厚度影响Floor life
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MSD降额
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MSD降额
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MSD危害原理
回流焊
在回流区，整个器件要在183度以上60-150s左右，最高温度在220235度（SnPb共晶）。
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MSD危害原理
无铅焊接的峰值温度、预热温度更高，最高温度在245-260度。

湿度指示卡的读法
潮湿指示剂 等级2部分 60%不是蓝色时需 要烘烤 相 对 湿 度
等级2a-5a部分
10%不是蓝色且5% 粉红色时需要烘烤
当60%粉红色时， 不要将该卡放入袋中
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MSD标识
由于缺少规范，所以HIC的种类也有很多。
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FOCUSED PHOTONICS INC
潮湿敏感度
对J-STD-033B.1的解读
前言
SMD的到来引入了一个全新的可靠性质量问题——因为回流焊 造成的裂缝和分层的封装损坏。
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. MSD控制的必要性 什么是MSD MSD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
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，环境特别 干燥，最容易产生静电。 5. 烘烤期间，注意不能导致料盘释放出不明气体，否则会影响器 件的焊接性。
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MSD再干燥
6. 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。 7. 烘烤期间一定要作好烘烤记录，以便控制好烘烤时间。
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 密封，如有破损（无论有几层），应检查HIC是否变色。查看并记 录封口日期，作为Shelf Life的启始时间。

不使用的MSD应当储存在密封的防潮袋或防潮箱内。 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。 3. 推荐在托盘、包装上贴加标签（最好区别普通标签的颜色，如使 用黄色）做存取记录，跟踪管理。
理解性
操作性
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MSD控制的必要性

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。
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MSD危害原理
引线剥离
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MSD危害原理
封装分层破裂
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Hale Waihona Puke MSD危害原理模 塑 料 吸 水 性 实 验
MSD控制的必要性

技术的进步加深MSD问题 面阵列封装器件(如：BGA ,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 长了器件的曝露时间。 贴装无铅化。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或2个等级。
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参考文献： J-STD-033B.1 January 2007 J-STD-020D June 2007 J-STD-033A year 2002 JET113 May 1999 Intel Packaging Technology
J-STD-033: MSD的处理、包装、运输。 J-STD-020: MSL分类标准。 JEP113: MSD标签说明。
警告标签 （Warning Label） 无要求 要求 要求
1 2 2a ～5a
6
特殊防潮包装袋
特殊干燥材料
要求
要求
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MSD储存和使用

我司使用的MSD器件
QFP
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MSD储存和使用
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MSD危害原理

影响MSD的参数主要是器件材料和器件的几何尺寸，几何尺寸主要是 指厚度。
1. 厚度对器件潮湿敏感度的影响体现在两个方面： 1. 厚度大（体积大）的器件温度升高慢，相对厚度小（体积小） 的器件来说危害时间短。 2. 湿气完全渗透厚度大的器件所需要的时间长，即其Floor life 相对要长。

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MSD再干燥

干燥剂暴露30分钟内的还可以继续使用。 时间重置 对于原本干燥的器件，暴露在不超过30℃/60%，可以在室温下放回 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小时的零件在干燥环境持续5倍 的时间，可以将Floor life重置为零。 MSL 4、5、5a:对于暴露时间少于8小时的零件在干燥环境持续10倍的 时间，可以将Floor life重置为零。