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MSL

Eric Bouquin

Created on October 26, 2023

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Transcript

MOISTURE SENSITIVE DEVICE (MSD)ou MOISTURE SENSITIVE LEVEL (MSL)

PRESENTATION

Généralités :Les composants électroniques et l’humidité:

BGA QFP sont des composants sensibles à l’humidité. SO TSSOP Led

Quelles solutions mettre en place?

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L'effet PopCorn.

L’humidité présente dans l’air ambiant peut, dans des conditions normales pénétrer dans les composants électroniques et les cartes de circuits imprimés. De la vapeur d’eau se forme à l’intérieur de ces composants dès qu’ils sont exposés aux températures élevées dégagées lors des opérations de brasage. Cette vapeur d’eau produit une forte pression qui fait éclater les composants électroniques et les cartes de circuit imprimés. Cette éclatement dit effet «pop-corn» (popcorning) entraine des dommages irréparables telque le décollement interlaminaire ou des microfissures.

Fissure du PCB

Fissure d'un composant

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Popcorning.

le composant se charge d'humidité si il est stocké à l'air libre.

Au cours du process de refusion, la température augmente rapidement pour atteindre au pic 250°C/260°C (processsans-plomb).A cette température, l’humidité contenue par le composant est transformée en vapeur: sorte de bulle de gaz.

le composant peut gongler et se fissurer sous l'effet de la vapeur créée en interne lors du process de brasage.

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Humidité effet sur les composants.

L'infiltration d'humidité et ses effets: Selon l’épaisseur du boîtier le composant absorbe plus ou moins d’humidité: un boîtier épais absorbe l'humidité à un rythme plus lent qu’un boîtier plus mince. Lors du montage des composants, nous mettons en oeuvre des procédés générant des contraintes thermiques suret dansles composants. (four de refusions, vague) L’humidité emmagasiné va s’évaporer rapidement en provoquant parfois des fissurations de la cellule active du composant. C’est l’effet « popcorn ».

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Humidité effet sur les composants.

Les dispositifs de montage en surface (CMS) sont plus enclins à la fissuration :1) ils sont plus minces donc plus faible résistance à la rupture2) ils absorbent et retiennent l'humidité plus facilement.3) Ils sont mis en oeuvre dans des process qui génèrent plus de contraintes Thermiques. Afin de clarifier la lisibilité sur ce point L’IPC / JEDEC a établi une classification des niveaux de sensibilité à l'humidité (MSL). Selon cette classification, un composant classé MSL1 n’est pas sensible tandis qu’un MSL5a l’est extrêmement.

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Humidité: un risque pour les composants?

Les boîtiers des composants ne sont pas étanches: lors de leur exposition à l’air, les composants absorbent l’humidité présente dans l’atmosphère.

MSL

PopCorn

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Norme IPC, J-STD-033B :

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Conditionnement des composants.

Chez le fabricant, les composants sont emballés sous vide, dans des sachets ESD, à barrière d’humidité, avec une carte indicateur du taux d’humidité et des sels dessicants :

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Conditionnement des composants.

Une étiquette normalisée est placée sur le sachet afin d’indiquer que le composant est sensible à l’humidité.Le niveau MSL est mentionné sur l’étiquette. (level) Ainsi, sauf si l’emballage est endommagé, les composants sont à l’abri de l’humidité pour 12 mois.

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Conditionnement des composants.

maîtrise des MSL: CEPELEC

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Carte indicateur d’humidité.

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Carte indicateur d’humidité.

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Comment gérer les composants sensibles à l’humidité ?.

A l’ouverture du drypack: Ré-emballer immédiatement sous vide les composants non utilisés. Ou bien,Stocker au sec les composants non utilisés Si la durée d’utilisation des composants est dépassée Etuver les composants pour remettre le «floorlife» à zéro (temps alloué pour le brasage une fois sortie de son sachet de protection.)Pour cela le composant électronique sera placé dans une étuve de séchage et il faudra suivre la procédure de séchage du composant.

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Tableau du niveau de sensibilité des composants (MSL) ainsi que le temps alloué aux composants hors du sachet de protection. selon la norme IPC J-STD-033B

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La pression de vapeur saturante à l’intérieur du composant étant trop élevée, il y a risque de délamination, cracks… Les défauts dûs au phénomène de popcorning sont rarement visibles à l’oeil nu. La Fiabilité des composants endommagés est altérée dans le temps

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