Moisture Sensitive Level

Der MSL (Moisture Sensitivity Level) bezieht sich auf die Feuchteempfindlichkeit von Halbleiterbauelementen bei der Verpackung, Lagerung und Montage.

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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 Moisture Sensitivity Level an, bei welchen Bedingungen die Bauteile zu lagern sind und wie sie danach verarbeitet werden müssen.

Standardisierung

Der MSL kann nach verschiedenen Verfahrensweisen festgelegt werden. Am häufigsten wird der Standard "J-STD-020" (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.

Einteilung

In der derzeit aktuellen Fassung des Standards J-STD-020D gibt es acht unterschiedliche Level:

MSL Bedeutung

1) Das Bauteil kann unbegrenzte Zeit bei einem Klima bis zu 30°C / 85%r.h. gelagert werden

2) Das Bauteil kann bis zu einem Jahr bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

2a) Das Bauteil kann bis zu vier Wochen bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

3) Das Bauteil kann bis zu 168 Stunden bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

4) Das Bauteil kann bis zu 72 Stunden bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

5) Das Bauteil kann bis zu 48 Stunden bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

5a) Das Bauteil kann bis zu 24 Stunden bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

6) Das Bauteil kann bis zur aufgedruckten Zeit bei einem Klima von bis zu 30°C / 60%r.h. gelagert werden

Innhalb der genannten Zeiträume ist das Bauteil dann verarbeitbar, ohne dass es beim Lötvorgang beschädigt wird.

Weblinks

http://www.jedec.org/download/search/JSTD020D.pdf