MSD培訓(共48張)

1、 潮敏器件（MSD）控制技術(shù) 培訓教材一、概述二、MSD發(fā)展趨勢三、濕度敏感危害產(chǎn)品可靠性的原理 四、MSD標準五、術(shù)語和定義六、MSD敏感等級定義七、MSD包裝技術(shù)要求八、MSD操作要求九、MSD使用及注意事項一、概述二、MSD發(fā)展趨勢三、濕度敏感危害產(chǎn)品可靠性的原理 四、MSD標準五、術(shù)語和定義六、MSD敏感等級定義七、MSD包裝技術(shù)要求八、MSD操作要求九、MSD使用及注意事項 濕度敏感器件（MSD）對SMT生產(chǎn)直通率和產(chǎn)品的可靠性的影響不亞于ESD，所以需要認識MSD的重要性，深入了解MSD的損害機理，學習相關(guān)標準，通過規(guī)范化MSD的過程控制方法，避免由于吸濕造成在回流焊接過程中的元器

2、件損壞來降低由此造成的產(chǎn)品不良率，提高產(chǎn)品的可靠性。一、概述二、MSD發(fā)展趨勢 電子制造行業(yè)的發(fā)展趨勢使得MSD問題迫在眉睫。 第一、新興信息技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，對電子產(chǎn)品可靠性提出了更高的要求。由于對單一器件缺陷率的要求，在裝配檢測過程中不允許有明顯的缺陷漏檢率。二、MSD發(fā)展趨勢 第二，封裝技術(shù)的不斷變化導致濕度敏感器件和更高濕度等級的敏感器件的使用量在不斷增加。比如：更短的發(fā)展周期、越來越小的封裝尺寸、更細的間距、新型封裝材料的使用、更大的發(fā)熱量和尺寸更大的集成電路等。二、MSD發(fā)展趨勢 第三，面陣列封裝器件（如：BGA ,CSP）使用數(shù)量的不斷增加更明顯的影響著這一狀況。因為面陣列封裝器

3、件趨向于采用卷帶封裝，每盤卷帶可以容納非常多的器件。與IC托盤封裝相比，卷帶封裝無疑延長了器件的曝露時間。二、MSD發(fā)展趨勢 第四，貼裝無鉛化的不斷推進，給MSD的等級造成重大影響。無鉛合金的回流峰值溫度更高，它可能使MSD的濕度敏感性至少升高1或2個等級，所以必須重新確認現(xiàn)在的所有器件的品質(zhì)。 三、濕度敏感危害產(chǎn)品可靠性的原理 BGA封裝結(jié)構(gòu)三、濕度敏感危害產(chǎn)品可靠性的原理 在MSD暴露在大氣中的過程中，大氣中的水分會通過擴散滲透到濕度敏感器件的封裝材料內(nèi)部。當器件經(jīng)過貼片貼裝到PCB上以后，要流到回流焊爐內(nèi)進行回流焊接。在回流區(qū)，整個器件要在183度以上30-90s左右，最高溫度可能在21

4、0-235度（SnPb共晶），無鉛焊接的峰值會更高，在245度左右。在回流區(qū)的高溫作用下，器件內(nèi)部的水分會快速膨脹，器件的不同材料之間的配合會失去調(diào)節(jié)，各種連接則會產(chǎn)生不良變化，從而導致器件剝離分層或者爆裂，于是器件的電氣性能受到影響或者破壞。破壞程度嚴重者，器件外觀變形、出現(xiàn)裂縫等（通常我們把這種現(xiàn)象形象的稱作“爆米花”現(xiàn)象）。像ESD破壞一樣，大多數(shù)情況下，肉眼是看不出來這些變化的，而且在測試過程中，MSD也不會表現(xiàn)為完全失效。 4 潮氣浸入的途徑潮氣可以從塑封材料、沿器件引腳框架浸入封裝內(nèi) 失效案例 鍵合點（BOND）因潮敏發(fā)生而抬起，就直接導致了器件引腳與晶片電路之間的開路，從而引起器

5、件失效。 這種失效通過對器件引腳的I/V曲線測試就能發(fā)現(xiàn)，引腳一般表現(xiàn)為開路或時連時斷。典型失效案例四、MSD標準引用標準序號編號名稱1J-STD-020C Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Plastic Integrated Circuit Surface Mount Devices 2J-STD-033B Standard for Handling, Packing, Shipping, and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices 五、術(shù)語和定義塑封潮濕敏

6、感器件（MSD）：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）。五、術(shù)語和定義MSD潮濕敏感特性的主要影響因素包括：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

7、果器件封裝體溫度50032g不可以七、MSD包裝技術(shù)要求濕度指示卡（HIC） 濕度指示卡要求滿足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。 下表列出了常見的不同濕度對應(yīng)于不同顏色 七、MSD包裝技術(shù)要求2%RH 5%RH5%RH5%RH5%RH5%RH5%藍色（干）藍色（干）藍色（干）藍色（干）藍色（干）藍色（干）10%淡紫色淡紫色淡紫色淡紫色淡紫色淡紫色60%粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）粉紅色（濕）七、MSD包裝技術(shù)要

8、求潮濕敏感標簽 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3：七、MSD包裝技術(shù)要求 Moisture-sensitive Caution Label，潮敏警告標簽，其要求見圖4。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(guān)信息。七、MSD包裝技術(shù)要求八、MSD操作要求 MSD包裝儲存環(huán)境條件/存儲時間要求 MSD一般采用真空MBB密封包裝。 密封MSD包裝存儲環(huán)境條件要求：4

9、0/90%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。八、MSD操作要求 MSD車間壽命降額要求 MSD包裝拆封后的一般要求在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4：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BGA1mm2a94124167231446078103

10、324153692633425716283647710141957101346810353025203810131779111468101367912679124571034683457353025204356834573457245723572346233512341234353025205245723572346224512351234122311231123353025205a123511241123112311231122112211221112353025202.1mm3.1mm包括PLCCs（矩形）18-32PinsSOICs（寬體）SOICs20 PinsPQFPs80 Pins

11、2a58861483039516922283749346823451234353025203121925329121519791215681013579122357223512343530252045791145793457345623462345123412231123353025205345623452335223422341234112311131112353025205a12231122112211221122112211120.50.5120.50.511353025202.1mm包括SOICs18 Pins所有TQFPs，TSOPs或所有BGAs1mm2a172811220.511

12、20.5111353025203811142057101311220.51120.511135302520479121745793457234611220.51120.5111353025207131826356823462235123411220.51120.5111353025205a71013182356123411231122112211120.51120.511135302520MSD干燥技術(shù)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)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

13、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MSD干燥技術(shù)要求 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）。 MSD干燥技術(shù)要求 短期暴露MSD的干燥要求 MSD在30/60%RH環(huán)境中暴露時間較短（見表5），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

14、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。MSD干燥技術(shù)要求 MSD烘烤技術(shù)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

15、件受潮，要求回流焊前必須進行烘烤。MSD干燥技術(shù)要求 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行烘烤。對于廠家沒有相應(yīng)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。九、MSD使用及注意事項 MSD器件的技術(shù)認證要求 新器件認證必須確定其潮濕敏感等級，5a、6級器件禁止選用。九、MSD使用及注意事項 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。 九、MSD使用及注意

16、事項 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，如不是則需要判不合格進行退貨。 九、MSD使用及注意事項 MSD拆封要求 對于MSL為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)。九、MSD使用及注意事項 MSD發(fā)料要求1）對于需要拆包分料的潮濕敏感器件，要求在半小時內(nèi)完成并重新干燥保存，（密封真空包裝或置于的干燥箱中）；2）倉庫發(fā)到SMT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

17、內(nèi)含HIC卡和干燥劑。九、MSD使用及注意事項 MSD烘烤要求 對于超過車間壽命要求的MSD，SMT生產(chǎn)前必須先進行烘烤；高溫（125）條件下的烘烤需要注意：確認某些載體（托盤式、管式、卷式）是否具有“耐高溫”的能力（某些供應(yīng)商會在內(nèi)包裝上標明“HEATPROOF”字樣），否則需替換高溫載體或采用低溫（45）條件烘烤。此外，在高溫或低溫烘烤條件下，烘烤期間不得隨意開關(guān)烘箱門，以保持烘箱內(nèi)干燥環(huán)境。低溫烘烤箱一定要采用相對濕度控制在5以下的專用低溫烘箱，不能用高溫烘箱降低溫度使用，因為高溫烘箱在低溫時相對濕度無法滿足規(guī)范要求。九、MSD使用及注意事項 MSD貼片要求 雙面回流焊接工藝單板，設(shè)計時應(yīng)充分考慮MSD貼片在第二次回流焊接表面的原則，保證單板上所有MSD的暴露時間在第二次回流焊接前不超過其規(guī)定車間壽命要求。 此外，貼片后MSD如采用波峰焊接，波峰焊接前也必須保證MSD不超過其規(guī)定車間壽命要求。 九、MSD使用及注意事項 MSD回流焊