MSD: Moisture Sensitive Devices


Les composants sensibles à l’humidité (MSD) doivent être gérés convenablement car “une simple erreur” sur un plateau ou une bobine de composants MSD “impacte négativement le lot entier de production”.
En effet, les composants électroniques (micro processeurs, BGA et SOC par exemple), incluant les LED, ainsi que les circuits imprimés (PCB), sortis de leur emballage protecteur d’origine absorbent l’humidité ambiante, et au moment de la soudure la température peut générer de la vapeur à l’intérieur de ceux-ci. La vapeur sous pression se répandant rapidement est la cause de:
gonflements (pop corn) avec comme conséquence des microfissures, délaminations intérieures, courts-circuits électriques ou thermiques et, en outre, de possibles corrosions dans le temps.

Normes
Les principales normes internationales concernant les problèmes causés par l’humidité dans les composants sensibles à l’humidité (MSD) sont:J-STD-033 : Manipulation, emballage, expédition e utilisation des composants SMD sensibles à l’humidité durant le processus de refusion
Les composantsSMDsont classés en niveaux de2à6. Plus le composant, durant le processus de soudure, est sensible à l’humidité emmagasinée précédemment, plus le niveau est élevé. La norme établit comment on doit confectionner les SMD et en particulier établit que pour les composants de niveaux 2 à 5, il est nécessaire d’utiliser un Dry-Pack formé d’un sac barrière avec carte indicatrice d’humidité et un élément dessiccateur.
Chaque composant sorti du Dry-Pack dispose d’un laps de temps limité (Floor Life) avant de pouvoir être soudé.
Une fois ce laps de temps dépassé il faut effectuer un dessèchement ou bake du composant à 40°C, 90C, ou 125°C.
IPC-1601 : Manipulation et stockage des PCB
Pour savoir si les PCB ont besoin d’un baking, la norme ne porte aucune attention à leur temps d’exposition à l’humidité environnante.A la différence des composants SMD, l’unique variable à observer est le MAMC (Maximum Acceptable Moisture Content) qui pour la majeure partie des circuits imprimés est comprise entre 0,1% et 0,5%.

ARMOIRES DE DESHUMIFICATION

Les armoires de déshumidification s’entendent comme “emplacements sûrs” où stocker temporairement les composants MSD retirés de leur Dry-Pack
d’origine. La norme JEDEC J-STD-O33C dit en effet que au dessous de 5% la Floor Life est infinie et donc les MSD peuvent être conservé indéfiniment avant de les souder.
Certaines versions des armoires de déshumidification prévoient la possibilité d’effectuer le baking des composants à 40°.
A cette température, les bandes de composants ne sont pas endommagées et peuvent être ensuite insérées dans les feeders des “pick and place” sans problème.

 


FOURS POUR BAKING

Le baking des PCB selon la norme IPC 1601 est effectué à une température de 105-125°C pendant 4-6 heures dans une ambiance à ventilation forcée.
Pour le baking des composants SMD la norme JEDEC J-STD-033C prévoit trois températures : 40°C, 90°C, et 125°C. La durée dépend du niveau du composant SMD et du type d’emballage (de package), et dans les cas extrêmes, elle est de 79 jours pour le baking à 40°C, de 10 jours pour le baking à 90°C et de 96 heures pour le baking à 125°C.
Effectuer le baking permet reculer dans le temps de “Floor Life” d’un composant, et l’effectuer correctement requiert un four équipé de programmation. Tous nos fours sont équipés de programmation, allumage programmé et enregistreur de données (pour la documentation).
De plus, ils peuvent aussi exécuter des cycles thermiques facilement programmables depuis un PC. Cette fonction est utile pour effectuer des tests thermiques ou un réchauffement/refroidissement de matériaux avec réglage du gradient de température.


EMBALLAGE “DRY-PACK”

Après avoir sorti de son emballage “Dry-Pack” la bande de composants et monté et soudé une partie des composants SMD, que convient-il de faire des composants non utilisés?
L’idéal serait de les souder avant la fin de leur “Floor Life” ou de les stocker dans une armoire de déshumidification.
En alternative on peut les stoker dans une armoire de déshumidification à RH 5% ou bien on peut les et remettre de nouveau dans un sac “Dry-Pack”, comme l’illustration ci-desuss.
Pour sceller le sac “barrière” pour obtenir un “Dry-Pack”, on utilise une thermosoudeuse.