潮湿敏感度等级(STD标准)
湿敏度等级划分
有关于湿敏元器件的等级划分及处理方法潮湿敏感性元件的主题是相当麻烦但很重要的一并且经常被误解的。
由于潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元件（fine-pitch device ）和球栅阵列( BGA , ball grid array ) ，使得对这个失效机制的关注也增加了。
当元件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下，陷于塑料的表面贴装元件（SMD , Surface mount device ）内部的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏元件。
常见的失效模式包括塑料从芯片或引脚框上的内部分离（脱层）、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。
在一一些极端的情况中，裂纹会延伸到元件的表面；最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂（叫做“爆米花”效益）。
IPC -- 美国电子工业联合会制订和发布了IPC-M-109 ，潮湿敏感性元件标准和指引手册。
它包括以下七个文件：IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路（IC ) SMD 的潮湿/回流敏感性分类IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD 的处理、包装、装运和使用标准IPC/JEDEC J-STD-035 非气密性封装元件的声学显微镜检查方法IPC-9501 用于评估电子元件（预处理的IC元件）的印刷线路板（PWB，printed wiring board ）的装配工艺过程的模拟方法IPC-9502 电子元件的PWB 装配焊接工艺指南IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类IPC-9504 评估非IC元件（预处理的非IC元件）的装配工艺过程模拟方法原来的潮湿敏感性元件的文件：IPC-SM-786 ，潮湿/回流敏感性IC 的检定与处理程序，不再使用了。
IPC/JEDEC J-STD-020 定义了潮湿敏感性元件，即由潮湿可透材料诸如塑料所制造的非气密性包装的分类程序。
该程序包括暴露在回流焊接温度接着详细的视觉检查、扫描声学显微图象、截面和电气测试等。
潮敏等级——精选推荐
潮敏等级潮湿敏感性元件的主题是相当⿇烦但很重要的 - 并且经常被误解的。
由于潮湿敏感性元件使⽤的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array)，使得对这个失效机制的关注也增加了。
当元件暴露在回流焊接期间升⾼的温度环境下，陷于塑料的表⾯贴装元件(SMD, surface mount device)内部的潮湿会产⽣⾜够的蒸汽压⼒损伤或毁坏元件。
常见的失效模式包括塑料从芯⽚或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯⽚损伤、和不会延伸到元件表⾯的内部裂纹等。
在⼀⼀些极端的情况中，裂纹会延伸到元件的表⾯；最严重的情况就是元件⿎胀和爆裂(叫做“爆⽶花”效益)。
IPC - 美国电⼦⼯业联合会制订和发布了 IPC-M-109, 潮湿敏感性元件标准和指引⼿册。
它包括以下七个⽂件：IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使⽤标准IPC/JEDEC J-STD-035 ⾮⽓密性封装元件的声学显微镜检查⽅法IPC-9501 ⽤于评估电⼦元件(预处理的IC元件)的印刷线路板(PWB, printed wiring board)的装配⼯艺过程的模拟⽅法IPC-9502 电⼦元件的PWB装配焊接⼯艺指南IPC-9503 ⾮IC元件的潮湿敏感性分类IPC-9504 评估⾮IC元件(预处理的⾮IC元件)的装配⼯艺过程模拟⽅法原来的潮湿敏感性元件的⽂件，IPC-SM-786, 潮湿/回流敏感性IC的检定与处理程序，不再使⽤了。
IPC/JEDEC J-STD-020 定义了潮湿敏感性元件，即由潮湿可透材料诸如塑料所制造的⾮⽓密性包装的分类程序。
该程序包括暴露在回流焊接温度接着详细的视觉检查、扫描声学显微图象、截⾯和电⽓测试等。
测试结果是基于元件的体温，因为塑料模是主要的关注。
湿敏等级定义
湿敏等级定义湿敏等级指的是电子元器件在高湿度环境下耐受程度的评价标准。
对于一些高精度和高可靠性的电子设备来说，湿敏等级评定的重要性不言而喻。
下面，我们将根据不同的类别来阐述湿敏等级的定义和分类。
1.主要分类一般来说，湿敏等级的分类分为五个等级，分别为M1～M5。
其中，M5为最高等级，对应的产品具有最高的耐湿性。
这五个等级主要根据元器件在高湿度环境中吸湿导致的组件性能变化程度来划分，其中等级越高，元器件的耐湿能力就越强，适用于极其潮湿的恶劣环境。
以下是每个等级的定义：M1：元器件在高湿度环境下具有最弱的湿敏性，不受高湿环境影响。
M2：元器件在高湿度环境下有轻微的湿敏性，但不影响其性能。
M3：元器件在高湿度环境下具有一定的湿敏性，可能会对元器件的性能产生一定的影响。
M4：元器件在高湿度环境下具有较强的湿敏性，必须进行特殊的保护措施。
M5：元器件在高湿度环境下具有最强的湿敏性，并可能导致其失效，需要特殊存储和使用条件。
2.分类标准除了等级划分外，湿敏等级的分类也可以根据元器件的种类分为多种不同类型。
以下是湿敏等级按元器件种类分的详细分类标准：2.1集成电路(芯片)对于集成电路(芯片)，湿敏等级的测定方式主要是通过湿度实验，在不同湿度条件下测试其保持原有性能的能力。
中文标称名称为“CM”(Chip Moisture)。
CM的等级与主流国际标准JESD22-A113-A(TSOP-8)0～4类一致。
2.2电容对于电容器方面，可以根据湿敏等级的高低来划分为：CH(K)，CK(J)，CL(I)，CM(H)，CN(G)，CP(F)和CS(E)。
其中，CH(K)是钽电解电容器的最高湿敏等级，CS(E)为陶瓷电容的最高湿敏等级。
2.3晶体管对于MOS管等元器件，根据其等级在高湿度环境下的稳定性，可以分为S1、S2和S3三个等级。
S1为最高等级，其耐湿能力最强。
2.4发光二极管(LED)对于发光二极管，湿度对其发光强度、颜色等有很大的影响。
元器件潮湿敏感度等级(对J-STD-033B.1的解读)
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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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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
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什么是MSD
MSD封装材料 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。
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。
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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）。
MSD再干燥
湿敏原件标准J-STD-033B_中文版_
Moisture Barrier Bag 防潮袋 Desiccant Pouches 干燥剂袋 Foam End Cap 尾部泡沫护垫 Humidity Indicator Card 湿度卡
6.3.2 材料 6.3.2.1 防潮袋（MBB） MBB 的各项参数必须符合 MIL-B-81075，第一类型必须要求的是弹性，防静
电放电，机械强度和抗穿刺能力，袋子必须是可热封的。在 40℃条件下， 以 ASTMF392-93 条件‘E’做弯曲测试，水汽传播速度测试采用 ASTMF 1249-90。水汽传播速度不可大于 0.002 mg/100 in²在 24 小时内。 6.3.2.2 干燥剂 干燥剂必须要符合 MIL-D3464，第二类型干燥剂必须要满足无尘，无腐蚀性，
输容器的底层 6.3.3 1 级湿敏元件用于 235℃回焊的必须要附警告贴纸标注最高适用回焊温度。警告 贴纸必须贴在防潮袋上（如果使用）或者附在运输容器的最底层。1 级敏感元件 用于 220℃回焊无需任何湿度贴纸。
6.3.4shelf life（防潮包装后正常存储时间） 使用防潮包装后的预计存储时间在 40℃ / 90%RH 并且空气流动良好的环境下不 得少于 12 个月
3. 范围
3.1 包装
3.1.1 本标准适用于 PCBA 中无需密封 SMD 零件的作业，其中包括聚合分子
材料和塑胶材料
3.1.2 密封包装大零件无湿气风险，不必作防潮
3.2 组装制程
3.2.1 本标准适用于 PCBA IR，VPR 等制程，不适用于波峰焊
3.2.2 本标准亦适用于受潮零件的烘烤或重工
5. 定义
活性干燥剂：全新干燥剂或是经过依照推荐标准进行烘烤恢复原始规格的干
潮湿敏感度等级区分
潮湿敏感度等级标准（1）IPC/JEDEC J-STD-020装拆开后暴露的环境车间精心整理寿命1 级暴露于小于或等于命精心整理3 级暴露于小于或等于30°C/60% RH 168小时车间5a 级暴露于小于或等于精心整理30°C/60% RH 24小时车间寿命增重(weight-gain)分析用精心整理来确定确定一个估计的车间寿命，而失重(weight-loss)运和干燥潮湿敏感性元件的精心整理推荐方法。
干燥包装涉及将潮湿敏感性元件与去湿剂、细情况、烘焙程序、以及袋精心整理的密封日期。
装Array装与去湿剂是要求的、标贴是精心整理要求的。
潮湿敏感水平为2a ~ 5a 级装精心整理IPC的干燥包装之前的预烘焙推荐是：125°C的烘焙时间范围精心整理23-48小时，或150°C烘焙11-24小时。
包装厚度小于或等于精心整理1.4mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围包装厚度小于或等于精心整理4.0mm：对于2a ~5a 级别，125°C的烘焙时间范围48敏感水平级别不同和包装厚精心整理度的不同，有一些干燥包装前的预焙的推荐方法。
但指常温干燥箱去湿：精心整理对于潮湿敏感水平为2-4级的防湿包装拆开后的SMD，级的防湿包装拆开后的精心整理SMD，如暴露在小于或等于30°C/60% RH环境下，将其该文件的作用是帮助制造厂精心整理商确定非IC元件的电子元器件对潮湿的敏感性和防护将潮湿对电子元器件的危害精心整理降到最低程度精心整理。
潮敏等级
潮湿敏感性元件的主题是相当麻烦但很重要的 - 并且经常被误解的。
由于潮湿敏感性元件使用的增加，诸如薄的密间距元件(fine-pitch device)和球栅阵列(BGA, ball grid array)，使得对这个失效机制的关注也增加了。
当元件暴露在回流焊接期间升高的温度环境下，陷于塑料的表面贴装元件(SMD, surface mount device)内部的潮湿会产生足够的蒸汽压力损伤或毁坏元件。
常见的失效模式包括塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、线捆接损伤、芯片损伤、和不会延伸到元件表面的内部裂纹等。
在一一些极端的情况中，裂纹会延伸到元件的表面；最严重的情况就是元件鼓胀和爆裂(叫做“爆米花”效益)。
IPC - 美国电子工业联合会制订和发布了 IPC-M-109, 潮湿敏感性元件标准和指引手册。
它包括以下七个文件：IPC/JEDEC J-STD-020 塑料集成电路(IC)SMD的潮湿/回流敏感性分类IPC/JEDEC J-STD-033 潮湿/回流敏感性SMD的处理、包装、装运和使用标准IPC/JEDEC J-STD-035 非气密性封装元件的声学显微镜检查方法IPC-9501 用于评估电子元件(预处理的IC元件)的印刷线路板(PWB, printed wiring board)的装配工艺过程的模拟方法IPC-9502 电子元件的PWB装配焊接工艺指南IPC-9503 非IC元件的潮湿敏感性分类IPC-9504 评估非IC元件(预处理的非IC元件)的装配工艺过程模拟方法原来的潮湿敏感性元件的文件，IPC-SM-786, 潮湿/回流敏感性IC的检定与处理程序，不再使用了。
IPC/JEDEC J-STD-020 定义了潮湿敏感性元件，即由潮湿可透材料诸如塑料所制造的非气密性包装的分类程序。
该程序包括暴露在回流焊接温度接着详细的视觉检查、扫描声学显微图象、截面和电气测试等。
测试结果是基于元件的体温，因为塑料模是主要的关注。
潮湿敏感度等级STD标准
MSD危害原理
模 塑 料 吸 水 性 实 验
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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。
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。
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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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Байду номын сангаасSD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
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。