Moisture Sensitivity Level
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Der Moisture Sensitivity Level (MSL, dt. »Feuchtigkeitsempfindlichkeitsschwellwert«) bezieht sich auf die Feuchteempfindlichkeit von Halbleiterbauelementen bei der Verpackung, Lagerung und Montage.
Hintergrund
Kunststoffumspritzte SMD-Bauelemente sind nicht hermetisch abgeschlossen, so dass Feuchtigkeit aus dem Raumklima in den Kunststoff eindiffundieren kann. Werden solche feuchtigkeitsbeladenen Bauteile nun mittels Reflow-Löten auf Leiterplatten aufgelötet, kann es zum sogenannten „Popcorn-Effekt“ kommen. Dabei verdampft die eingeschlossene Feuchtigkeit schlagartig beim Erhitzen (Löttemperaturen bis über 200 °C). Da die verdampfte Flüssigkeit mehr Raum beansprucht, kann dies zum Platzen der Bauteile führen. Der Hersteller der SMD-Bauelemente gibt nun mittels des MSL an, bei welchen Bedingungen die Bauteile zu lagern sind und wie sie danach verarbeitet werden müssen.
Standardisierung
Einteilung gemäß der aktuellen Fassung des J-STD-020D-Standards
| Schwellwert |
„Floor Life“ |
| Zeit |
Bedingung |
| 1 |
unbegrenzt |
30 °C / 85 % RH |
| 2 |
1 Jahr |
30 °C / 60 % RH |
| 2a |
4 Wochen |
30 °C / 60 % RH |
| 3 |
168 Stunden |
30 °C / 60 % RH |
| 4 |
72 Stunden |
30 °C / 60 % RH |
| 5 |
48 Stunden |
30 °C / 60 % RH |
| 5a |
24 Stunden |
30 °C / 60 % RH |
| 6 |
„time on label“
(TOL) |
30 °C / 60 % RH |
Der MSL kann nach verschiedenen Verfahrensweisen festgelegt werden. Am häufigsten wird der Standard J-STD-020 (engl. Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Solid State Surface Mount Devices) der amerikanischen Organisation JEDEC verwendet.
Bei der Festlegung des MSL werden Bauteile zunächst vollständig getrocknet. Danach werden sie definiert mit Feuchtigkeit beladen und anschließend einem oder mehreren Reflow-Lötvorgängen unterzogen. Durch elektrische Messung oder anderen Untersuchungsmethoden (z. B. Ultraschall) wird daraufhin geprüft, ob die Bauteile den Lötvorgang ohne Beschädigung überstanden haben.
Innerhalb der genannten Zeiträume ist das Bauteil dann verarbeitbar, ohne dass es beim Lötvorgang beschädigt wird.
Weblinks
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