【干货】湿敏元器件（ MSD）管理规范及控制标准，你值得拥有！

admin · 发表于 2019-11-16 07:10:25

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1.什么是潮湿敏感型元件？
潮湿敏感型元件：简称为湿敏元件，英文简称MSD（ moisture-sensitive device） *，即指易受环境温湿度及静电影响的一类电子元器件。
*SMC/D:Surface Mouted Components/ Devices， SMC主要指无源和机电器件， SMD主要指有源器件
2.我为何要学习湿敏元器件的知识？
对SMT生产直通率和产品的可靠性的影响不亚于ESD，所以认识MSD的重要性，深入了解MSD的损害机理，学习相关标准，通过规范化MSD的过程控制方法，避免由于吸湿造成在回流焊接过程中的元器件损坏来降低由此造成的产品不良率，提高产品的可靠性是SMT不可推脱的责任。
3.湿敏元件的范围及分类？
根据标准， MSD主要指非气密性(Non-Hermetic)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。
4.湿敏元件的影响及危害
潮湿的危害存在于各行各业，其对电子工业的影响表现如下。
1、晶元或晶粒半成品处于开封状态、 TFT-LCD玻璃基板在堆叠存放时受潮发霉
2、光纤K金接头、 Bonding金线材料、 Leadframe铜材及其它器件的金属部分氧化
3、 PCB基板在回流时爆发性排气导致的“金手指”溅锡；
4、 IC(包括QFP/BGA/ CSP）集成电路及其它元器件在存放时内部氧化短路，在焊接时内部微裂、分离脱层、外部产生“爆米花”。

5.如何控制湿敏元件？
随着密间距和球栅阵列器件的使用越来越多，对潮湿敏感器件的品质控制的要求也越来越严格。然而我们常用的几种控湿方法却存在着不足之处。
一是采取烘烤的办法，长时间烘烤对封装材料、金属部件产生热效应，容易致使电子器件老化，烘烤后回温时还会返潮，反复烘烤更不可取，还有温度失控的毁坏风险。
再者使用干燥剂，可是干燥剂不稳定，吸力慢，难以掌控湿度变化，显然不能满足电子产业对湿度敏感性元件的处理要求。
又或者采用氮气柜，要气源，要设备、要管道，不仅运行成本高，还可能造成空间缺氧，其实，氮气只能置换柜中的空气，并不能去除电子器件内部的湿气。
如果将潮湿空气之中暴露过的元器件，放置于10%RH的常温干燥箱中以其暴露的10倍时间，放置于5％ RH的常温干燥箱中以其5倍时间来恢复原状态，是最为简单有效、安全可靠的办法。

6.湿敏管控的标准：
IPC/JEDEC标准
MSD的分类、处理、包装、运输和使用的指引已经在工业标准J-STD-023中有清楚的定义，这是一个美国电子工业联合会(IPC)与焊接电子元件工程委员会(JEDEC)联合出版物。

7.潮湿敏感器件等级标准
防潮等级与车间使用寿命：车间使用寿命指当车间环境温湿度≤30℃/60%RH时，从密封袋或可控环境中取出到再流焊时仍能安全焊接不损伤元件的寿命；

无防潮等级标识，需按照2a级防潮措施处理

8.包装标准：

其中：
MBB：Moisture Barrier Bag，即防潮包装袋，该包装袋同时要具备ESD保护功能；干燥材料：必须满足MIL－D－3464 Class II 标准的干燥材料；
HIC：Humidity Indicator Card，即防潮包装袋内的满足MIL－I－8835、 MIL－P－116，Method II等标准要求的湿度指示卡。HIC指示包装袋内的潮湿程度(一般HIC上有至少3个圆圈，分别代表不同的相对湿度值，如：8％、 10％、 20％等（见图1），各圆圈内原色为蓝色，当某圆圈内由蓝色变为紫红色时，表明袋内已达到该圆圈对应的相对湿度；当该圆圈再由紫红色变为淡红色时，则表明袋内已超过该圆圈对应的相对湿度）；如果湿度指示卡指示袋内湿度已达到或超过需要烘烤的湿度界限（如果厂家未提供湿度界限值，我司规定此值为20%RH），需要对器件进行烘烤后再过回流焊。

MSIL：Moisture-sensitive identification label，即潮敏标签（见图1），用来指示包装袋内装的是
潮湿敏感器件。
警告标签：Caution Label，即防潮包装袋外含MSIL（ Moisture Sensitive Identification Label）符号、芯片的潮湿敏感等级、芯片存储条件和拆封后最长存放时间、受潮后烘烤条件及包装袋本身密封日期等信息的标签，如图

9.MSD来料验收：
物料仓在接收MSD类物料时应检查包装袋（ MBB）的完整性，包括：有无洞、凿孔、撕破、针孔等任何会暴露内部开口，如发现，应参照温湿度指示卡（ HIC）显示状态决定是否反馈SQE；

10.存储条件
仓储存储（标准温湿度情况下）潮湿敏感器件，存储须满足以下二条之一：
a、保持在有干燥材料的MBB密封包装（真空或充氮气包装）状态下存储;
b、存储在干燥箱内;
注意事项1.MSD元件需严格按照PPC计划备料，使用或配料时才能打开包装取出物料。8小时内剩余的物料需连同HIC及干燥剂进行真空密封或放置于干燥箱内；
2.对于2级及以上的潮湿敏感元件，真空包装拆封后，若不生产应立即存放于干燥箱内，干燥箱湿度需小于10%RH，或加入干燥剂抽取真空。若暴露时间超过使用寿命，必须进行烘烤干燥；
3.在拿取MSD物料前，需佩戴防静电装置及手套，注意轻拿轻放，放置环境需在车间安全温湿度环境（≤30℃/60%RH）。11.拆封后的存储时间范围

注：在RH ≥85%的环境条件下，若暴露时间大于2 小时，则所有2 级以上（包括2 级）潮湿敏感器件必须烘烤再进行回流焊。
12.烘烤标准

注：对同一器件，在110±5℃条件下多次烘烤累计时间须小于96小时。
② 低温烘烤：在45℃、 RH≤5%条件下烘烤192小时。
内部标准：
受潮MSD烘烤参数：
低温烘烤参数：温度45± 5℃，湿度≤5%，烘烤时间：超过期限3天内烘烤23天， 3天以外则需要烘烤37天；
高温烘烤参数：温度125± 5℃，超过期限3天内烘烤17小时， 3天以外则需要烘烤27小时；
正常MSD物料烘烤参数：一般为客户及工艺要求正常MSD物料在使用前进行的烘烤。
低温烘烤参数：温度45± 5℃，烘烤时间：192小时。超过使用寿命168小时需重新烘烤；
高温烘烤参数：温度125± 5℃，超过期限3天内烘烤17小时，超过使用寿命72小时需重新烘烤；
注意：烘烤时要注意物料封装材料的最大耐温温度！若盘式物料则绝不可进行高温烘烤，若Tray式IC需检查Tary盘的最大耐温度。
烘箱温度监控：烘箱不烘烤时不做测量要求。开始烘烤后，需在半小时内实际测量烘箱温度，之后按每班做实际测量烘箱温度，确认在上述温度范围内，并作好“烘箱温湿度记录表”；烘烤时后，从烘烤箱中取出的物料需在干燥通风处冷却至室温；13.干燥箱存标准干燥箱内温度应维持在25± 5℃，湿度为10%RH以内，箱内可使用氮气或干燥气体；
干燥箱需配置操作指导及温湿度监控表，当核查人发现干燥箱温湿度超标需及时向工艺及设备人员反馈；
对于干燥箱进入及取出物料，需按照“先进先出”的原则使用，且需登记“干燥箱取放记录表”；
根据IPC/JEDC J-STD-033B要求，存放于干燥箱内元件需按照表2要求进行时间管理，不可无限存放；

（表2：MSD元件干燥箱存放天数）
14.PCB存放要求
1、空PCB板（APCB）：根据不同产品工艺要求确定PCB是否需要烘烤（操作前提是此产品有工艺提供的PCB烘烤的作业指引文件），并按工艺要求操作；若无特殊要求则不需烘烤（如：EPSON产品PCB不用烘烤），但以下异常需进行烘烤，具体如下：1.1、裸放环境条件：在≥30℃/60%不境下超过24小时，则需要重新烘烤。KAIFAEPD目前储存条件为车间：温度为17-27℃，湿度为40%-75%RH，存储仓：温度为17-27℃，湿度30-70%（随oI-I002-002-008要求改变）；1.2、密封包装情况下，APCB存放时间为6个月。裸露超过3天（包括3天）的APCB需要烘烤，环境温湿度要求参考KAIFAEPD存储条件要求；1.3、如有清洗要求的PCB，则清洗后存放超过4小时需要烘烤；1.4、如有特殊烘烤要求的APCB（如：AS品）需按照客户或工艺要求进行烘烤。1.5、APCB烘烤条件：温度：125℃±5℃，时间：4H.烘烤温度的监控：APCB放进烘箱1小时内使用校正后的温度计测量烘箱温度，确认是否符合烘烤条件并作记录签名确认。

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