湿度敏感器件（MSD）对 SMT 生产直通率和产品的可靠性的影响不亚于 ESD，所以认识 MSD 的重要性，深入了解 MSD 的损害机理，学习相关标准，通过规范化 MSD 的过程控 制方法，避免由于吸湿造成在回流焊接过程中的元器件损坏来降低由此造成的产品不良率， 提高产品的可靠性是 SMT 不可推脱的责任 一、MSD 的发展趋势 电子制造行业的发展趋势使得 MSD 问题迫在眉睫 第一，新兴信息技术的产生和发展，对电子产品可靠性提出了更高的要求由于对单一器 件缺陷率的要求，在装配检测过程中不允许有明显的缺陷漏检率 第二，封装技术的不断变化导致湿度敏感器件和更高湿度等级的敏感器件的使用量在不断 增加比如：更短的发展周期、越来越小的封装尺寸、更细的间距、新型封装材料的使用、 更大的发热量和尺寸更大的集成电路等 第三，面阵列封装器件（如：BGA,CSP）使用数量的不断增加更明显的影响着这一状况 因为面阵列封装器件趋向于采用卷带封装，每盘卷带可以容纳非常多的器件与 IC 托盘封 装相比，卷带封装无疑延长了器件的曝露时间第四，虽然贴装无铅化颇具争议，但随着 它的不断推进，也会给 MSD 的等级造成重大影响。
无铅合金的回流峰值温度更高，它可 能使 MSD 的湿度敏感性至少下降 1 或 2 个等级，所以必须重新确认现在的所有器件的品 质 由于产品大量定制化和物料外购化的大举推进在 PCB 装配行业，这种现象转变为“高混 合”型生产通常，每种产品生产数量的减小导致了生产线的频繁切换，同时延长了湿度敏 感器件的曝露时间每当生产线切换为其他产品时，许多已经装到贴片机上的器件不得不 拆下来这就意味着，大量没有用完的托盘器件和卷带器件暂时储存起来以备后用这些 封装在托盘和卷带里的没有用完的湿度敏感器件，很可能在重返生产线并进行最后的焊接 以前，就超过了其最大湿度容量在装配和处理期间，不仅额外的曝露时间可以导致湿度 过敏，而且干燥储存的时间长短也对此有影响 二、湿度敏感器件 根据标准，MSD 主要指非气密性(Non-Hermetic)SMD 器件包括塑料封装、其他透水性聚 合物封装（环氧、有机硅树脂等） 一般 IC、芯片、电解电容、LED 等都属于非气密性 SMD 器件 MSD 的湿度敏感级别按 J-STD-020 标准分为 6 大类其首要区别在于 Floor Life（车间寿 命） 、体积大小及受此影响的回流焊接表面温度。
影响 MSL 的因素主要有 Die attach material/process、Number of pins、Encapsulation (mold compound or glob top) material/process、Die pad area and shape、Body size、Passivation/die coating、Leadframe/substrate/and/or heat spreader design/material/finish、Die size/thickness、Wafer fabrication technology/process、Interconnect、Lead lock taping size/location as well as material 等 工程研究显示，经过温度曲线设置相同的焊接炉子时，体积较小的 SMD 器件达到的温度 要比体积大的器件的温度高因此体积偏小的器件会被划分到回流温度较高的一类虽然 采用热风对流回流焊可以减小这种由于封装大小造成的温度差异，但这种温度差异还是客 观存在的这里提到的“体积”为长×宽×高，这些尺寸不包括外部管脚，温度指的是器件上 表面的温度。
湿度敏级别为 1 的，不是湿度敏感器件 三、湿度敏感危害产品可靠性的原理 在 MSD 暴露在大气中的过程中，大气中的水分会通过扩散渗透到湿度敏感器件的封装材 料内部当器件经过贴片贴装到 PCB 上以后，要流到回流焊炉内进行回流焊接在回流区，整个器件要在 183 度以上 30-90s 左右，最高温度可能在 210-235 度（SnPb 共晶） ，无铅焊 接的峰值会更高，在 245 度左右在回流区的高温作用下，器件内部的水分会快速膨胀， 器件的不同材料之间的配合会失去调节，各种连接则会产生不良变化，从而导致器件剥离 分层或者爆裂，于是器件的电气性能受到影响或者破坏破坏程度严重者，器件外观变形、 出现裂缝等（通常称作“爆米花”） 像 ESD 破坏一样，大多数情况下，肉眼是看不出来这 些变化的，而且在测试过程中，MSD 也不会表现为完全失效 四、MSD 涉及的制造工艺 MSD 只会在采用 Convection、Convector/IR、IR、VPR 的 Bulk Reflow 工艺过程受到影响， 当然，在通过局部加热来拆除或者焊接器件的工艺过程中--如“热风返工”的工艺中也要严 格控制 MSD 的使用。
其他诸如穿孔插入器件或者 Socket 固定的器件，以及仅仅通过加热 管脚来焊接的工艺（在这种焊接过程中，整个器件吸收的热量相对来讲要小的多 五、MSD 标识和跟踪 要控制 MSD，首先要考虑的就是器件的正确标识绝大多数情况下，器件制造商在 MSD 封装和防潮袋标识方面做了很多有益的工作但是并非所有的厂商都遵循 IPC/JEDEC 标签 标识方面的指导原则，实际上 MSD 的标识是各种各样，有的仅仅采用手写在包装袋上来 注明 MSL，有的则用条形码来记录 MSL，有些就没有任何标示，或者是收到物料时器件 没有进行防潮包装如果收到物料时，器件没有进行防潮包装，或者包装袋上没有进行恰 当的标识，那么这些物料很可能被认为是非湿度敏感的，这就很危险了避免这种情况的 唯一措施就是建立包括所有 MSD 的数据库，以确保来料接受或来料检测时物料是被正确 包装的除了通过观察原包装上的标签，没有其他更便利的措施来获得给定器件的湿度敏 感性信息，因此，建立和维护 MSD 数据库本身就是一个挑战性的工作 其次，一旦把器件从防潮保护袋中拿出来，就很难再次确认哪些是湿度敏感器件为了获 得任何可能的控制措施，很有必要为物料处理人员和操作工提供便利和可靠的方法以获得 物料编码以及相关的信息，包括湿度敏感等级。
根据 JEDEC/EIAJ 标准规定，大部分 MSD 都被封装在塑料 IC 托盘内不幸的是，IC 托盘没有足够的空间来贴标签，大多数情况下， 人们直接把几张纸或者不干胶标签贴在货架、喂料器、防潮柜或者袋子上来区分每种托盘 经过不同的流程以后，器件相关的所有信息必须从原始的标签完整的保留下来在跟踪托 盘物料封装和由此导致的人为错误的过程中，会遇到巨大的困难，有过 SMT 生产线经历 的人对此深有感触 再者，MSD 分为六类，根据标准，每一类控制方法也相差很大；同时，一个生产工厂内的 操作人员上千人，每个人的认知水平和知识水平都不一样，所以要保证每个人都对 MSD 了如指掌，操作不出现任何失误，实在是一个庞大的工程 在实际的操作中，简单而实用的标识方法是：首先，对所有与此操作相关的人员不断培训 和考核，至少保证其知道 MSD 是怎么一回事其次，直到 MSD 规范操作的规章制度，奖 罚分明再者，建立 MSD 准数据库，由专人负责定期将 MSD 列表发布给相关部门根据 实际的生产情况，大多数 MSD 的 MSL 为 3 级，为了简化操作，除了特别指明外，所有 MSD 以 Level 3 的方法进行处理和操作，这样就使得 MSD 的标识非常简单。
如果采用 SAP 系统，物料在入库的时候，收获库会在每盘物料的包装上贴上一个 SAP 标签（SAP 标 签包括物料编码、物料描述等信息，格式是死的） ，操作人员会根据 MSD 列表中列出的 MSD 清单，把所有 MSD 的标签都使用醒目的黄色标签，其他物料全部使用白色标签 SAP 标签是唯一的，而且与每种物料一一对应，不论物料走到哪里，SAP 标签也跟到哪里， 从而保证 MSD 受到全程标识和跟踪 为了确保物料在特定的时间内组装，组装人员可能会完全依靠物流管理层来进行控制，这 是最糟糕的做法在某些时期，这种做法还可以接受，但随着器件制造工艺的变化和产品多样化的激增，这种做法的危害性也随之增加由于组装人员根本没有对器件的存储和使 用信息进行跟踪，所以他们也不知道物料曝露了多久，更不了解已经超过拆封寿命的 MSD 的比例是多少 这种做法的危害到底有多大，下面是一个例子假设每块成品需要一个 BGA，现在取出一 盘（卷带包装）BGA，和大部分 PBGA 一样，其湿度等级为 4，拆封寿命 72 小时这就意 味着，一旦器件被装到到贴片机上，生产线的生产率必须大于 12 块/小时为了在器件失 效以前完成生产，一天 24 小时，必须连续三天不停机生产。
同时必须考虑 SMT 生产线上 料调试（可望不进行离线上料）以及其他常见的情况所导致的器件曝露时间，如生产计划 的变化，缺料和机器故障等其次，还必须考虑大多数生产情况：每天进行一个或更多的 产品切换，导致多次更换物料由于同一盘料被多次从贴片机上换上换下，使器件的曝露 时间成倍增加在整个曝露时间中，还必须考虑干燥储存的时间，下面会提到这个问题 当考虑了器件各个方面的实际寿命以后，会发现在回流焊以前超过拆封寿命的器件，其数 量占据非常大的比例 因此，在生产过程中，必须要求操作工在 SAP 标签上手工记录元器件首次从防潮保护袋拆 出的日期和时间，并注明截至日期在截至时间内，没有用完的物料必须放在防潮柜内 如果使用的元器件超过了截至日期，必须按照规定进行处理 六、配送适量的物料 为了确保物料在当班 8 小时内完成贴装，物料配送数量在保证生产的同时，保证上线物料 数目最小的原则如果在 8 小时以内，仍然有器件曝露在工作环境中，则还有机会退回到 干燥环境中进行充足的干燥保存因此，在每次配料时，必须详细计算每个 MSD 的数量， 当然要考虑不良物料的比率 七、MSD 存储问题 通常，物料从贴片机上拆下以后，在再次使用以前，会一直存放在干燥的环境里，比如干 燥箱，或者和干燥剂一起重新封装。
很多组装人员认为，在器件保存在干燥环境以后，可 以停止统计器件的曝露时间其实，只有在器件以前就是干燥的情况下，才可以这样做 事实上，一旦器件曝露相当长一段时间后（一小时以上） ，所吸收的湿气会停留在器件的封 装里面，并慢慢渗透到器件的内部，从而很可能对器件造成破坏 最近的调查结果清晰的表明，器件在干燥环境下的时间与在环境中的曝露时间同样重要 最近，朗讯科技的 Shook 和 Goodelle 发表了与此相关的论文，论道精辟有例子表明，湿 度敏感级别为 5（正常的拆封寿命为 48 小时）的 PLCC 器件，干燥保存 70 小时以后，实 际上，仅仅曝露 16 个小时，便超过了其致命湿度水平 研究表明，SMD 器件从 MBB 内取出以后，其 Floor Life 与外部环境状况呈一定的函数关 系保守的讲，较安全的作法就是严格按照 J-STD-020 和 J-STD-033 的标准对器件进行控 制 如果 MSD 器件以前没有受潮，而且拆封后曝露的时间很短（30 分钟以内） ，曝露环境湿度 也没有超过 30℃/60%,那么用干燥箱或防潮袋对器件继续存储即可如果采用干燥袋存储， 只要曝露时间不超过 30 分钟，原来的干燥剂还可以继续使用。
对湿度敏感级别为 2～4 的 MSD，只要曝露时间不超过 12 小时，则其重新干燥处理的保持 时间为 5 倍的曝露时间干燥介质可以是足够多的干燥剂，也可以采用干燥柜对器件进行 干燥，干燥柜的内部湿度要保持在 10%RH 以内 另外，对于湿度敏感级别为 2、2a 或者 3，如果曝露时间不超过规定的 Floor Life，器件放 在≤10%RH 的干燥箱内的那段时间，或者放在干燥袋的那段时间，不应。