湿気に対する敏感度

耐湿性レベル(MSL) は、J-STD-020 で定義されているように、リフローはんだ付け時に吸収された水分によってデバイスが損傷を受けやすいかどうかを示す評価です。これは、一部の半導体の梱包および取り扱い上の注意事項に関係します。MSL は、耐湿性デバイスが周囲の室内条件 (レベル 1 では 30 °C/85%RH、その他のレベルでは 30 °C/60%RH) にさらされる期間に関する電子標準です。

半導体はますます小型化しています。薄型ファインピッチデバイスやボールグリッドアレイなどのコンポーネントは、 SMTリフロー中にコンポーネント内部に閉じ込められた水分が膨張すると 損傷を受ける可能性があります。

閉じ込められた水分が膨張すると、ダイまたはリードフレームからのプラスチックの内部分離 (層間剥離)、ワイヤ ボンドの損傷、ダイの損傷、内部の亀裂が生じる可能性があります。この損傷のほとんどは、コンポーネントの表面では見えません。極端な場合、亀裂がコンポーネントの表面まで広がります。最も深刻な場合、コンポーネントが膨らんで飛び出します。これは「ポップコーン」効果として知られています。これは、はんだ付け (組み立て) プロセス中に部品の温度が急激に上昇して最高温度に達したときに発生します。ベーキング (予熱) プロセス中に部品の温度がゆっくりと上昇して最高温度が低いときには発生しません。

湿気に敏感なデバイスは、乾燥剤と湿気表示カードが入った 防湿帯電防止バッグに密封されて梱包されています。

湿気に対する感度レベルは、技術標準 IPC / JEDEC 非密閉表面実装デバイスの湿気/リフロー感度分類で指定されています。^[1]時間は、吸収した水分を除去するためにベーキングが必要になる前に、コンポーネントを乾燥保管場所の外に置いておける時間を示しています。

• MSL 6 – 使用前に必ずベーキングする
• MSL 5A – 24時間
• MSL 5 – 48時間
• MSL 4 – 72時間
• MSL 3 – 168時間
• MSL 2A – 4週間
• MSL 2 – 1年
• MSL 1 – 無制限の床寿命

MSL 指定部品は、露出が定格を超えた場合、組み立て前にベーキングする必要があります。組み立て後は、通常、湿気に対する敏感性は問題になりません。

• https://www.ipc.org/TOC/IPC-JEDEC-J-STD-020E.pdf
• https://www.bourns.com/docs/RoHS-MSL/msl_mf.pdf
• https://electronics.stackexchange.com/questions/23044/ics-with-humidity-or-moisture-sensitivity-bake-recommendations