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IPC/JEDEC-J-STD-020 - Revision F: Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Non-hermetic Surface Mount Devices (SMDs)

Englisch. Stand: 2022. Seiten: 30.

IPC/JEDEC J-STD-020F standard is to identify the classification level of nonhermetic SMDs designed for surface mount assembly that are sensitive to moisture-induced stress so that they can be properly packaged, stored, and handled to avoid damage during assembly solder reflow attachment and/or repair operations. IPC/JEDEC J-STD-020F standard may be used to determine what classification level should be used for nonhermetic SMD qualification. Passing the criteria in this test method is not sufficient by itself to provide assurance of long-term reliability. The Moisture Sensitivity Levels (MSLs) rating generated for an SMD by this document is utilized to determine the soak conditions for preconditioning as per JESD22-A113 and how the SMD can be properly packaged, stored, and handled to avoid damage during assembly solder reflow attachment and/or repair operations as per J-STD-033. For IC devices that may be process sensitive, please refer to J-STD-075 to determine if a PSL (Process Sensitivity Level) classification is required.

Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture/Reflow Sensitive Surface Mount Devices

Englisch. 18 pages. Stand: August 2014

Provides surface mount device manufacturers and users with standardized methods for handling, packing, shipping and use of moisture/reflow sensitive components. These methods help avoid damage from moisture absorption and exposure to solder reflow temperatures that can result in yield and reliability degradation and damaged components. These procedures provide a minimum shelf life of 12 months from the seal date when properly implemented. Developed by IPC and JEDEC. 18 pages. Released August 2014.

Handhabung, Verpackung, Versand und Einsatz feuchtigkeits-/ reflowempfindlicher Bauelemente für Oberflächenmontage (auch für bleifreie Prozesse)

Deutsch. 18 Seiten. Stand: Februar 2012, Deutsche Übersetzung Stand: November 2012

Diese Richtlinie gilt für alle Bauteile, die für Reflow-Massenlötprozesse während der Leiterplattenbestückung vorgesehen sind. Das umfasst Kunststoffgehäuse, prozessempfindliche Bauteile sowie andere feuchteempfindliche Bauteile aus feuchtigkeitsdurchlässigen Materialien (Epoxidharz, Silikon und andere), die der Umgebungsluft ausgesetzt sind.

Es wird Handling, Verpackung, Transport und Einsatz der empfindlichen SMD-Bauteile beschrieben, um die Fertigungsqualität zu verbessern und die Zuverlässigkeit zu erhalten. Ziel dieser beschriebenen Methoden ist es, Schaden von den Bauteilen fernzuhalten, den diese durch unsachgemäße Behandlung im Lötprozess nehmen könnten und der zu verringerter Produktausbeute als auch Zuverlässigkeit führen kann (MSL-Einstufung). Die aktuelle Revision C beinhaltet Änderungen und Ergänzungen, die im Anhang C der Richtlinie gelistet sind. Diese beschäftigen sich unter anderem mit wasserbasierter Reinigung, geänderter Berechnung der erforderlichen Trockenmittelmenge, Handhabung und Lagerung von Trockenmitteln und Feuchteschutzverpackungen. Der Zweck dieses Dokuments ist es, Herstellern und Anwendern standardisierte Methoden für Handhabung, Verpackung, Transport und Einsatz feuchtigkeits-/reflow- und prozessempfindlicher Bauteile, die den in J-STD-020 oder J-STD-075 definierten Klassen zugeordnet sind, zur Verfügung zu stellen. Diese Methoden sollen verhindern helfen, dass Schäden durch Feuchtigkeitsaufnahme, in Verbindung mit Reflow-Löttemperaturen, zu einer Verminderung von Ausbeute und Zuverlässigkeit führen. Bei Anwendung dieser Verfahren kann ein sicherer Reflowprozess erreicht werden. Der hier definierte Prozess der feuchtigkeitsgeschützten Umverpackung bietet eine zulässige Lagerdauer von mindestens 12 Monaten ab Versiegelungsdatum.

Das Aufkommen oberflächenmontierter Bauteile (SMD) führte zu einer neuen Klasse von Qualitäts- und Zuverlässigkeitsgesichtspunkten in Bezug auf Schäden, die durch den Reflow-Lötprozess hervorgerufen werden, wie Risse und Delaminierungen. Dieses Dokument beschreibt die standardisierten Klassen der Bauteil-Verweilzeit (floor life) für feuchtigkeits-/reflowempfindliche SMD-Gehäuse im Zusammenhang mit den Anforderungen an Handhabung, Verpackung und Transport, um feuchtigkeits-/reflow-ausgelöste Schäden zu vermeiden. Die begleitenden Dokumente J-STD-020 und J-STD- 075 definieren jeweils das Klassifizierungsverfahren, JEP113 definiert die Kennzeichnungsanforderungen.

Die Feuchteempfindlichkeit entsteht durch Luftfeuchtigkeit, die per Diffusion in durchlässige Gehäusematerialien eindringt. Prozesse, die SMD-Bauteile mit Leiterplatten verlöten setzen den ganzen Bauteilkörper Temperaturen über 200 °C aus. Während des Reflowlötens kann das Zusammenwirken von schneller Feuchtigkeitsausdehnung, unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten sowie Funktionsminderungen an Materialgrenzschichten dazu führen, dass Risse und/oder Delaminierungen an kritischen Grenzflächen innerhalb des Bauteils auftreten.

Typische Reflow-Lötprozesse für alle Bauteile sind Infrarot (IR), Konvektion/Infrarot, Konvektion, Dampfphase (VPR), Heißluft-Nacharbeits-Werkzeuge und Wellenlöten, einschließlich vollständiges Eintauchen. Nicht-Halbleiter-Bauteile können neben der Feuchteempfindlichkeit zusätzliche Prozess-Empfindlichkeiten wie thermische Empfindlichkeit, Flussmittel-Empfindlichkeit oder Empfindlichkeit bezüglich Reinigungsprozessen aufweisen.