電子元器件「受潮」了怎麼辦?這些有關MSL的知識,了解一下?

2021-01-11 電子工程世界


MSL（溼度敏感等級）說明


當你在查看我們的某顆物料時可能會感到好奇：MSL 聲明是怎麼回事？


如同開袋的薯片一樣，電子元件也會吸收環境中的水分。當這些元件通過回流焊機時就可能出現問題，因為焊接過程中產生的強熱會導致被吸收的水分出現快速釋放和膨脹現象。這種內部溼氣會試圖立即脫離元件，而這樣會對模具、外殼和/或內部電路造成嚴重破壞。這不僅會導致元件故障，還會損害電路板的完整性。

 

溼度敏感等級（在電子行業中簡稱為「MSL」）定義了對於回流焊製程，一個元器件可以暴露在不高於86華氏度(30攝氏度(℃))、60-85%相對溼度的環境中的最長安全時間。該範圍從MSL 1開始，稱為「無限制」或不受影響，而每個增量級別則表示一個持續時間閾值。


源自 JEDEC J-STD-033B.1 的溼度分類表


大部分容易受溼氣影響的元件都是半導體類的，例如IC、傳感器和LED。不過同時，一些意料之外的物料也會有溼度敏感特性，例如尼龍連接器#478-6169-1-ND。如有疑問，請參閱物料參數或廠商規格書。

 

為解決此問題，電子業界推出了JEDEC標準J-STD-033B，即制定了有關處理、包裝、運輸和使用具有溼度敏感性物料的標準。受MSL影響的物料需採用防潮袋包裝，並附有溼度卡和適當的MSL標籤。溼度卡用於表示物料的暴露情況，可充當視覺指導。乾燥劑包有助於去除密封袋中的多餘水分。



那麼，如果物料吸收過多的水分並超出了其 MSL 等級，需要怎樣操作？

將超出其暴露極限的物料放入低溫烘箱中，以幫助烘乾積聚的水分。

 

等等，我原以為熱量會導致這些物料出現問題？


回流焊機會加強熱來熔化焊料，而烤箱會「緩慢而溫和地」將水分從元件中烘出把產品恢復出產時的樣子。

 

元件在烘箱中停留的時長取決於元件本身的厚度、MSL和烘烤溫度。將物料烘烤數天的情況也並不少見。

 

JEDECJ-STD-033B文件中提供了深入的烘烤指南和程序




如何確定 PCB 上的 MSL 物料已經受到溼度影響


受溼度影響的物料會在視覺上呈現「爆米花效應」，即，殼體在回流過程後可能會出現裂縫或某種類型的可見缺陷。有時需要通過顯微鏡或X射線才能確定因水分積聚而造成的損壞。


JEDEC標準規定，在重工電路板時，元件體溫應不超過200攝氏度，以儘量減少受潮損壞。例如，63/37焊料會在約185攝氏度時熔化。

 


如果 MSL 物料的等級為 1 ，那是否意味著防水？

不。你可以藉助MSL來識別元件對實驗室或倉庫中的溼度的敏感度；而防水或IP級產品則適用於戶外等更加暴露的環境。



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