MSD(濕敏器件防護)控制技術規(guī)范

1、版 本 號： V1.0 版 擬制日期：2015 年01月06日 新飛佳電子有限公司MSD（濕敏器件防護）控制技術規(guī)范1、簡介：SMD器件的出現(xiàn)直接帶來了新的挑戰(zhàn)，而這些挑戰(zhàn)的重心又在于包裝的品質(zhì)和可靠性，周圍環(huán)境中的濕氣會通過包裝材料滲透到包裝內(nèi)部，并在不同材料的表面聚結。在組裝工藝中，SMD元件貼裝在PCB上時會經(jīng)歷超過200，在焊接時，濕氣的膨脹會造成一系列的品質(zhì)問題。本規(guī)范遵照IPC/JEDEC有關的潮敏標準擬制，主要體現(xiàn)潮濕敏感器件在公司控制處理各環(huán)節(jié)的規(guī)范性要求。本規(guī)范由塑封器件潮濕敏感定義、潮濕敏感器件分級要求、潮濕敏感器件包裝要求、潮濕敏感器件干燥要求、潮濕敏感器件使用及注意事項

2、等內(nèi)容組成。2、 目的： 為改進MSD控制水平，有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，同時提高技術人員對潮敏器件的認識水平，規(guī)范研發(fā)、市場和生產(chǎn)階段對易潮敏器件的正確處理。3、 范圍：本規(guī)范規(guī)定了潮濕敏感器件等級要求、包裝要求、操作及處理方法等方面的技術指標和控制措施。本規(guī)范適用于步步高教育電子有限公司各類潮濕敏感器件（以下簡稱MSD）驗收、儲存、配送、組裝等過程中的管理。供應商和外協(xié)廠商均可以參照本規(guī)范執(zhí)行。4、 職責：4.1 供應資源開發(fā)部負責濕度敏感器件的采購。4.2 材料技術部負責提供濕度敏感器件的規(guī)格書。4.3 工藝工程部負責濕度敏感器件的管控方案制定和外協(xié)生產(chǎn)MSD使用指導。4.4 物流管理部

3、倉儲科負責對濕度敏感器件的儲存（原包裝密封儲存、再次真空包裝儲存、干燥短期儲存）。4.5 品質(zhì)部負責濕度敏感器件的來料檢驗和現(xiàn)場使用監(jiān)督以及使用異常的反饋。4.6 生管部（含SMT外協(xié)廠商）負責濕度敏感器件的使用以及車間使用壽命的控制。5、 關鍵詞： 潮濕敏感、MSD、MSL、溫度、相對濕度、干燥、烘烤、MBB6、 規(guī)范引用的文件：序號編號名稱1J-STD-020CMoisture/Reflow Sensitivity Classification for Plastic Integrated Circuit Surface Mount Devices2J-STD-033BStandard f

4、or Handling, Packing, Shipping, and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices7、 術語和定義：Ø PSMD（Plastic Surface Mount Device）：塑料封裝表面安裝器件。Ø MSD（Moisture Sensitive Device）：潮濕敏感器件。指非氣密性封裝的表面安裝器件。Ø MSL（Moisture Sensitive Level）：潮濕敏感等級。指MSD對潮濕環(huán)境的敏感程度。Ø MBB（Moisture Barrier B

5、ag）：防潮包裝袋。MBB要求滿足相應指標的抑制潮氣滲透能力。Ø 倉儲壽命（Shelf Life）：指干燥包裝的潮濕敏感器件能夠儲存在沒有打開的內(nèi)部環(huán)境濕度符合要求的濕氣屏蔽包裝袋中的最短時間。Ø 車間壽命（Floor Life）：指濕度敏感器件從濕度屏蔽包裝袋中取出或干燥儲存或干燥烘烤后到過回流焊接前的時間。Ø 制造商曝露時間（MET）：制造商烘烤完成至烤箱取出，到器件到達回流焊之前可能暴露到大氣環(huán)境條件的最大累積時間。Ø 干燥劑：一種能夠保持相對低的濕度的吸收劑。Ø 濕度指示卡（HIC）：一張印有對濕度敏感的化學材料的卡片，當環(huán)境濕度發(fā)生變

6、化時，印在卡片上的化學材料的顏色也相應的改變一般由藍色（干燥時）變?yōu)榉奂t色（潮濕時），用于對濕度監(jiān)控；Ø RH：relative humidity濕度的一種表示方式?？諝庵袑嶋H所含水蒸氣的密度和同溫下飽和水蒸氣密度的百分比值。由于同下蒸汽密度與蒸汽分壓成正比，所以相對濕度也等于實際水蒸汽分壓和同溫下飽和水蒸氣壓力的百分比。8、 潮濕敏感定義由于塑料封裝材料的非氣密性，塑封器件在潮濕環(huán)境中容易吸收水汽。表面安裝工藝（回流焊接）時，塑料封裝體內(nèi)吸收的水汽在高溫條件下氣化膨脹，引起器件封裝分層或內(nèi)部損壞等可靠性缺陷。具有該類吸潮特征的器件定義為潮濕敏感器件（MSD）。MSD潮濕敏感特性的主

7、要影響因素包括：a、封裝因素：封裝體厚度和封裝體體積；b、環(huán)境因素：環(huán)境溫度和環(huán)境相對濕度；c、暴露時間的長短。備注：1、MSD包括但不限于PSMD，任何潮氣可滲透材料封裝的表面安裝工藝器件均為MSD。2、 PSMD潮濕敏感定義MSD在表面回流焊接工藝時的高溫暴露要求，采用其它非回流焊接工藝進行安裝的MSD，安裝時如果器件封裝體溫度<200，可不在MSD控制范圍內(nèi)。9、 敏感器件分級要求潮濕敏感等級（MSL）定義：根據(jù)JEDEC J-STD-020C 潮濕敏感器件分級標準要求，MSL定義如表1：潮濕敏感等級（MSL）車間壽命要求（Floor Life）時間環(huán)境條件1無限制30/85%RH

8、21年30/60%RH2a4周30/60%RH3168小時30/60%RH472小時30/60%RH548小時30/60%RH5a24小時30/60%RH6使用前必須進行烘烤，并在警告標簽規(guī)定的時間內(nèi)焊接完畢。30/60%RH表1 MSL的定義備注：所有潮濕敏感器件均具有MSL。步步高教育電子有限公司采購的濕度敏感性電子元器件的敏感等級步步高教育電子有限公司MSD器件等級庫及烘烤要求明細表。10、潮濕敏感器件包裝要求10.1、MSD干燥包裝要求MSD干燥包裝由密封在防潮包裝袋（MBB）中的干燥劑材料、濕度指示卡（HIC）和潮敏標簽等組成。不同MSL的MSD干燥包裝有詳細要求，具體見表2：敏感等

9、級包裝前干燥指示卡干燥劑濕度敏感識別標簽警示標簽1可選可選可選不要求不要求（按220225分級）要求（不按220225分級）2可選要求要求要求要求2a-5a要求要求要求要求要求6可選可選可選要求要求表2 MSD包裝要求MSD干燥包裝的干燥劑材料用量參考10.2要求。典型MSD干燥包裝組成原理見圖1：圖1 典型MSD干燥包裝組成原理10.2 MSD包裝材料要求10.2.1 防潮包裝袋（MBB）應滿足MIL-PRF-81705，并要求具有彈性，ESD防護，抗機械強度以及防戳穿，袋子應可以加熱密封，水蒸氣透過率應小于0.002gm/in2（在40，按“E”ASTMF392的條件的24小時內(nèi)彎曲試驗）

10、。序號項目單位指標標準1金屬層電阻歐0.1歐ASTMD-2572屏蔽性分貝60分貝MIL-B-81705-C3屏蔽電壓伏特10伏特EIA5414拉伸強度kg24磅(10kg)FTMS1015水蒸氣透過量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12496氧氣透過量100sq.in/24hrs0.0006gm/100sq.in./24hrsASTMF-12497內(nèi)層表面電阻率(根據(jù)需要)歐109-11歐ASTMF-2578外層外表面電阻率(根據(jù)需要)歐109-11歐ASTMF-2579熱封溫度170±10 10熱封時間秒0.3-0

11、.5 11熱封壓力帕40-60 12封口強度3kg/cmGB/96-04-1013外觀 無分層,皺紋,翹曲,破裂,粘連,異物附著,封合邊以外氣泡3mmGB/96-04-1010. 2.2干燥劑技術要求：干燥劑材料要求滿足MIL-D-3464 Type標準，有維持5%RH的吸潮能力。干燥劑材料具有無塵、非腐蝕性和滿足規(guī)定吸潮能力要求等特點。干燥劑材料包裝在潮氣可穿透干燥袋（通常為高密度聚乙烯材料）中，干燥袋定義材料的吸潮能力，與材料體積無關?？删S持5%RH吸潮能力要求的干燥劑材料在30/60%RH環(huán)境條件中暴露時間不超過30分鐘，認為是活性干燥劑（可直接使用）。干燥

12、劑重新激活后的吸潮能力要求達到其原始能力的80%。除非有重新激活措施保證，干燥劑材料不允許重復使用。 常用干燥劑材料參數(shù)見表3：干燥劑材料吸潮能力重激活條件單位用量（Unit）干燥劑能否重復使用活性粘土（Activate Clay）好11833g可以硅膠（Silica Gel）好11828g可以分子篩（Molecular Sieve）極好50032g不可以表3 常用干燥劑材料10.2.3濕度指示卡（HIC）要求滿足MIL-I-8835標準，且最少包含5%RH、10%RH、60%RH 3個色彩指示點。HIC通常由包含氯化鈷（Cobalt Chloride）溶劑的吸水紙組成，其外形要求如圖2所示。

13、(圖2 濕度指示卡（HIC）要求u 干燥密封MBB包裝中如果HIC 5%RH色彩指示點變?yōu)榉奂t色，而10%不為藍色，則2A-5A級的MSD需進行烘烤處理后重新密封包裝；u 干燥密封MBB包裝中如果HIC 60%RH色彩指示點不為藍色，所有MSD（2級及2級以上）需進行烘烤處理后重新密封包裝；備注：根據(jù)公司實際來料情況，如果來料指示卡為包含5%、10%、15%3個色彩指示點的HIC，則說明廠家使用的是JSTD033A的標準，可以讓步使用，但是需要向廠家要求其承諾按照JSTD033B要求的改進計劃。下表列出了常見的不同濕度對應于不同顏色。2%RH5%RH10%RH55%RH60%RH65%RH5%

14、藍色（干）淡紫色粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）10%藍色（干）藍色（干）淡紫色粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）60%藍色（干）藍色（干）藍色（干）藍色（干）淡紫色粉紅色（濕） 表4：不同濕度的顏色對照表10.2.4潮濕敏感標簽潮敏識別標簽（MSIL）和警告標簽要求符合JEDEC JEP113標準。MSIL（Moisture-sensitive Identify Label），潮敏識別標簽，其要求見圖3： 圖3 潮敏識別標簽Moisture-sensitive Caution Label，潮敏警告標簽，其要求見圖。潮敏警告標簽必須包含器件MSL、最高回流焊接溫度、存儲條件和

15、時間、包裝拆封后最長存放時間、受潮后的烘烤條件以及包裝的密封日期等相關信息。濕敏元件標志濕敏元件的等級元件最高耐溫值烘烤標準暴露時間溫濕度指示值的識別烘烤標準防潮袋密封日期保存期限如果標簽的內(nèi)容為空白，在條形碼標簽上找 警告貼紙11、 特殊MSD的標簽要求a、6級MSD標簽要求：非MBB包裝的6級MSD必須包含潮敏識別標簽和潮敏警告標簽，且必須粘貼在運輸容器上。b、1級MSD標簽要求：1級MSD分級時如果最高回流焊接溫度超過220225，MSD包裝必須包含潮敏警告標簽且注明最高回流焊接溫度；如果包裝上的條碼已經(jīng)包含最高回流焊接溫度等潮敏相關信息，也可不使用潮敏警告標簽；1級MSD分級時如果最高

16、回流焊接溫度為220225，包裝中可不使用潮敏警告標簽。12、MSD管控流程MSD材料IQC檢驗需要開封貼濕敏元件控制標簽樣品檢查庫房真空包裝發(fā)料受潮烘烤產(chǎn)線貼濕敏元件控制標簽拆封剩余暴露時間是否大于4小時使用完畢關閉濕敏元件控制標簽真空包裝IQC檢驗入庫上線使用NOYES記錄暴露時間YESNOYESNOYESNO13、潮濕敏感器件操作要求131、MSD包裝儲存環(huán)境條件/存儲時間要求密封MSD包裝存儲環(huán)境條件要求：40/90%RH。密封MSD包裝儲存期限要求：2年（從MSD密封日期開始計算）。超存儲期MSD在使用前必須進行干燥處理和器件引腳可焊性檢測。132 MSD車間壽命降額要求MSD包裝拆

17、封后的一般要求在30/60%RH環(huán)境條件下存放，但公司存儲條件可能不滿足上述要求。因此，根據(jù)公司生產(chǎn)環(huán)境的實際情況，參考J-STD-033B標準，定義MSD車間壽命的降額要求，具體見表5：封裝類型以及元件體厚度敏感度等級5%10%20%30%40%50%60%70%80%90%3.1mm包括PQFPs84PinsPLCCs所有的MQFPs或所有的BGA1mm2a9412416723144607810332415369263342571628364771014195710134681035302520381013177911146810136791267912457103468345735302

18、5204356834573457245723572346233512341234353025205245723572346224512351234122311231123353025205a123511241123112311231122112211221112353025202.1mm3.1mm包括PLCCs（矩形）18-32PinsSOICs（寬體）SOICs20 PinsPQFPs80 Pins2a588614830395169222837493468234512343530252031219253291215197912156810135791223572235123435302520

19、45791145793457345623462345123412231123353025205345623452335223422341234112311131112353025205a12231122112211221122112211120.50.5120.50.511353025202.1mm包括SOICs18 Pins所有TQFPs，TSOPs或所有BGAs1mm2a172811220.51120.5111353025203811142057101311220.51120.511135302520479121745793457234611220.51120.51113530252057

20、131826356823462235123411220.51120.5111353025205a71013182356123411231122112211120.51120.511135302520表5 推薦的MSD車間壽命要求（單位：天）133 MSD干燥技術要求13.3.1長期暴露MSD的干燥要求MSD如果暴露時間較長（不滿足7.3.2節(jié)條件），可參考MSD烘烤條件（表7）進行重新干燥處理。重新干燥后MSD密封在有活性干燥劑包裝的MBB中可恢復倉儲壽命（Shelf Life）。13.3.2短期暴露MSD的干燥要求MSD潮濕環(huán)境中暴露時，參考表6的要求可重新進行干燥處理。MSL暴露時間暴露環(huán)

21、境條件車間壽命干燥箱（5%RH）存放時間要求烘烤要求倉儲壽命恢復條件所有車間壽命見表5恢復無見表7干燥包裝2、2a、3、412小時30/60%RH恢復5倍已暴露時間無無5、5a8小時30/60%RH恢復10倍已暴露時間無無2、2a、3累積暴露時間車間壽命30/60%RH暫停任意時間無無 表6 MSD干燥技術要求備注：車間壽命“恢復”定義了MSD的最大暴露時間，車間壽命“暫停”定義了MSD的剩余暴露時間。MSD在30/60%RH環(huán)境中暴露時間較短（見表6），可使用干燥箱（維持5%RH）存放的方法進行干燥處理，具體要求如下：a、2、2a、3、4 級MSD如果暴露時間不超過12小時，5倍已暴露時間的

22、干燥箱存放可重新恢復車間壽命。b、5、5a 級MSD如果暴露時間不超過8小時，10倍已暴露時間的干燥箱存放可重新恢復車間壽命。c、2、2a、3 級MSD如果累積暴露時間不超過車間壽命，干燥箱存放可停止已暴露時間的累計，進行a定義的時間干燥處理可重新恢復車間壽命。13.4 MSD烘烤技術要求2 級以上MSD，若超過包裝拆封后存放條件及車間壽命要求，或密封包裝下存放時間過長（見警告標簽上密封日期及存放條件，如果濕度指示卡指示袋內(nèi)濕度已達到或超過需要烘烤的濕度界限）或存放、運輸器件造成密封袋破損、漏氣使器件受潮，要求回流焊前必須進行烘烤。對于受潮MSD，一般可按照廠家原包裝袋上警告標簽中的烘烤條件進

23、行烘烤。對于廠家沒有相應要求的，推薦采用高溫烘烤（125）的方法。如果MSD載體（如卷盤、托碟）不能承受125高溫，建議使用高溫載體進行替換。MSD載體替換過程中注意防止器件ESD損傷。一般MSD烘烤處理不建議使用低溫烘烤條件。烘烤條件的具體要求如下：對于不同等級以及暴露于濕度小于60%的環(huán)境中的濕度敏感性器件，可按一個可接受的干燥方式干燥來置零落地壽命時鐘。如果被烘干并密封于帶干燥劑的濕氣屏蔽包裝袋內(nèi)，倉儲壽命可被置零。1 、 用于烘烤的烘箱要求通風以及能夠在濕度小于5%的條件維持要求的溫度。2 、 如果制造廠家沒有特別聲明，在高溫載體內(nèi)運輸?shù)谋碣N元件可在125條件下烘烤。3 、 在低溫載體

24、內(nèi)運輸?shù)谋碣N元件不可以在溫度高于40條件下烘烤，如果較高溫度的烘烤被要求，則應將低溫載體撤去換上耐高溫的載體。4 、 紙或塑料載體（比如紙盒，氣泡袋，塑料包裹等）在烘烤之前應先將其撤離，橡膠帶或塑料托盤在125烘烤時也應撤離。注：1） 用手搬運可能造成機械或ESD損壞，因此，烘烤后以及干燥的環(huán)境用手工搬動器件時要特別注意ESD防護。2） 如果表貼器件被放在一個沒有烘干載體的干燥袋中，請參考10.1。3） 若載體材料需要再利用，在再利用前需咨詢該材料的確切規(guī)格。4） 當表貼器件達到規(guī)定溫度時烘烤時間開始。5 、可焊性限制烘烤的過程中可能導致氧化或端面金屬化合物，這樣就有可能引起在器件裝配時可焊性

25、變差，考慮到可焊性，烘烤的時間以及溫度必須要限定，除非制造廠家指示，在高于90不高于125的條件下烘烤時間不應超過96小時，如果溫度不高于90，烘烤時間沒有限制，如果要采用高于125烘烤，必須咨詢廠家。封裝體等級烘烤125烘烤905%RH烘烤405%RH超過落地壽命>72h超過落地壽72h超過落地壽命>72h超過落地壽命72h超過落地壽命>72h超過落地壽命72h厚度1.4mm25h3h17h11h8d5d2a7h5h23h13h9d7d39h7h33h23h13d9d411h7h37h23h15d9d512h7h41h24h17d10d5a16h10h54h24h22d10

26、d厚度1.4mm2.0mm218h15h63h2d25d20d2a21h16h3d2d29d22d327h17h4d2d37d23d434h20h5d3d47d28d540h25h6d4d57d35d5a48h40h8d6d79d56d厚度2.0mm4.5mm248h48h10d7d79d67d2a48h48h10d7d79d67d348h48h10d8d79d67d448h48h10d10d79d67d548h48h10d10d79d67d5a48h48h10d10d79d67dBGA封裝17mm×17 mm或任何堆疊的管芯封裝2-696h參照上面的封裝厚度以及敏感等級不適用參照上

27、面的封裝厚度以及敏感等級不適用參照上面的封裝厚度以及敏感等級表7 已裝配的或未裝配的表貼封裝器件的干燥參考條件封裝體厚度等級烘烤125烘烤1501.4mm27h3h2a8h4h316h8h421h10h524h12h5a28h14h1.4 mm2.0 mm218h9h2a23h11h343h21h448h24h548h24h5a48h24h2.0 mm4.5 mm248h24h2a48h24h348h24h448h24h548h24h5a48h24h表8 暴露在濕度大于60%條件下在干燥包裝前進行烘烤的默認烘烤時間13.5在用戶現(xiàn)場能夠暫停或置零落地壽命時鐘條件在用戶現(xiàn)場能夠暫?；蛑昧懵涞貕勖?/p>

28、時鐘條件見下表9。等級暴露時間溫度濕度落地壽命干燥時間對應濕度烘烤貨架壽命復位2，2a，3，4，5，5a任意時間40/85%RH置零NA表4干燥包裝2，2a，3，4，5，5a落地壽命30/60%RH置零NA表4干燥包裝2a，3，412小時30/60%RH置零NA表4干燥包裝2，2a，3，412小時30/60%RH置零5倍暴露時間10%RHNANA5，5a8小時30/60%RH置零NA表4干燥包裝5，5a8小時30/60%RH置零10倍暴露時間5%RHNANA2，2a，3累積時間落地壽命暫停任意時間10%RHNANA 表9：暫?；蛑昧懵涞貕勖鼤r鐘14、潮濕敏感器件使用及注意事項14.1 MSD器

29、件的技術認證要求1、 新器件認證必須確定其潮濕敏感等級，確定其封裝厚度信息，5A、6級級器件禁止選用。2、 器件進入公司時需保證生產(chǎn)日期不超過1年，需要寫入供貨質(zhì)量保證協(xié)議中。3 、無鉛器件的MSL需要在認證時確認。 4、 要求采購的器件原廠包裝。5 、和供應商簽訂的協(xié)議中包含MSD工藝技術要求。14.2 無鉛焊接要求采用無鉛焊接溫度（260 ）后器件的潮濕敏感等級會有改變，需要重新確定潮濕敏感等級。器件潮濕敏感等級庫要對應調(diào)整。14.3 MSD來料檢驗要求IQC在來料檢驗時要確認MSD器件是否真空包裝，是否有潮濕敏感指示標簽，如不是則需要判不合格進行退貨。14.4 MSD拆封要求對于MSL為

30、2級以上（包括2級）的MSD，拆封時首先查看真空包裝內(nèi)濕度指示卡（HIC）顯示的受潮程度：如果濕度指示卡指示袋內(nèi)濕度已達到或超過需要烘烤的濕度界限，則需烘烤后再上SMT生產(chǎn)，否則可直接生產(chǎn)。還需檢查MBB袋中是否有干燥劑，如沒有，判定為不合格來料。14.5 MSD發(fā)料要求對于需要拆包分料的潮濕敏感器件，24 級MSD要求在1小時內(nèi)完成并重新干燥保存，55a級MSD要求在30分鐘內(nèi)完成并干燥保存（密封真空包裝或置于的干燥箱中）；對于當天還需要再進行分料2級以下（包括2級）MSD，可不做密封要求；但每天最后未發(fā)完的2級以上（包括2級）MSD都必須重新真空密封包裝或放入干燥箱中保存。倉庫發(fā)到車間的2級以上（包括2級）的潮濕敏感器件，分料后一律采用真空密封包裝的方法發(fā)往車間,必須內(nèi)含HIC卡。14.6 剩余MSD處理要求為了減少潮敏器件的烘烤周期，包裝開封后未用完且未超過車間壽命的潮濕敏感器件，應立即放入運行中干燥箱中（5%RH）或使用活性干燥劑及MBB密封保存，保存時間可參考表6.3的干燥要求。14.7