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潮湿敏感元器件是在储存、运输和安装等过程中，非密封塑封元器件因吸收空气中潮气而诱发损伤，这样的元器件统称为潮湿敏感元器件（Moisture-Sensitive Device，MSD）。
当MSD暴露在再流焊接升高温度的环境时，因渗入MSD内部的潮气蒸发产生足够的压力，使封装塑料从芯片或引脚框上分层、线捆接和芯片损伤及内部裂纹，在极端情况下，裂纹延伸到MSD表面，甚至造成MSD鼓胀和爆裂，这就是人们所说的“爆米花”现象。
1.MSD的敏感度
MSD受潮湿气体影响的敏感程度称为敏感度，其分级如下：
1级——小于或等于 30℃/85%RH，无限车间寿命；
2级——小于或等于 30℃/60%RH，1年车间寿命；
2a级——小于或等于 30℃/60%RH，4周车间寿命；
3级——小于或等于 30℃/60%RH，168小时车间寿命；
4级——小于或等于 30℃/60%RH，72小时车间寿命；
5级——小于或等于 30℃/60%RH，48小时车间寿命；
5a级——小于或等于 30℃/60%RH，24小时车间寿命；
6级——小于或等于 30℃/60%RH，标签上的时间。
2.湿气传输率
湿气传输率（WVTR）指塑料薄膜或金属化塑料薄膜材料对湿气的渗透能力，是衡量防潮袋性能优劣的一项重要指标。
3.车间寿命
当车间环境温度/湿度≤30℃/60%RH时，MSD从包装防潮袋中取出到再流焊接前，在车间允许暴露的最大时间。
4.库存寿命
库存寿命是根据湿度显示卡（以下简称HIC）读数，存储在仓库中的MSD，在未开封的MBB内层中保持预定干燥度的最小时间。
5.制造暴露时间
制造暴露时间（MET）是MSD按制造商要求烘烤完成后到包装袋封口前的最大时间。它还包括配送时对已开封的MSD小批分散传递过程中允许的最大暴露时间。
6.干燥包装
干燥包装是一种由干燥剂袋、湿度指示卡（HIC）、MSD和防潮袋等共同构成的一种包装形式，如图2.66所示。
原存放在真空袋中的元器件，当开袋后，应重新干燥和封口。如果累计暴露时间不超过1小时，原来的干燥剂可再使用。否则应重新置换活性干燥剂。
7.湿度显示卡
湿度显示卡（HIC）是一种印有对潮湿敏感的化学物质的卡片，HIC上至少应该有3种颜色的点，分别对应湿度敏感度值为5%RH、10%RH、15%RH，如图2.67所示。
图2.66 干燥包装
图2.67 湿度显示卡（HIC）
HIC也有6种颜色点的，它们分别对应的敏感度值为10%RH、20%RH、30%RH、40%RH、50%RH、60%RH，如图2.68所示。
图2.68 6种颜色点湿度显示卡（HIC）
当它的颜色由蓝色转变为粉红色时，即表示相对湿度超标了。该卡片与干燥剂一起装入MSD包装袋中，以标识该MSD的潮湿等级。HIC应符合MIL-8835标准。
1.MSD的分类和分级
当封装材料为酚醛树脂、联苯、多功能环氧树脂、硅树脂等化合物封装的MSD时，其分类随封装结构形式、封装体的厚度和环境温度的不同而不同，如表2.8所示。
表2.8 酚醛树脂、联苯或多功能环氧树脂封装器件在20℃、25℃和30℃时的分类和分级
续表
2.SMT包装的分级
多数IC制造商的包装都按照其对潮湿诱发损害的敏感性程度进行分级。表2.9列举了SMT产品包装的典型分级。
表2.9 SMT产品包装的典型分级
续表
注：① 对SMT产品的潮湿敏感性分级到目前还没有元器件包装使用第五、六级。
② 表中（）=引脚数。
大多数表面贴装产品使用EIA/JEDEC A112-A和EIA/JEDEC A113-B规定的程序来测试对潮湿的敏感性。任何指示为二级或以上的包装都要求通过烘焙或在真空下进行除湿，接着进行干燥包装。运输中运输容器应按照产品的潮湿敏感性分级贴上标签。
1.潮湿敏感鉴定（MSID）标志
潮湿敏感鉴定标志如图2.69所示。
图2.69 潮湿敏感鉴定标志
2.潮湿敏感警告标志
潮湿敏感警告标志如图2.70所示。
图2.70 潮湿敏感警告标志
“潮湿敏感鉴定（MSID）标志”应贴在装有MBB的最外层运输箱上，通常在条形码标签的附近，如图2.71所示。
“潮湿敏感警告标签”应贴在MBB的外表上，以指示内包装有MSD，如图2.72所示。
潮湿敏感警告标签通常应用于抽真空的防潮袋外面，该标签应包括对元器件独特的详细信息：如潮湿敏感级别、包装体的峰值温度、场地寿命、开袋之后的暴露时间、何时要求烘焙、烘焙程序以及袋的抽真空日期等。
图2.71 潮湿敏感鉴定（MSID）标志粘贴位置
图2.72 潮湿敏感警告标签粘贴位置
1.入库验收
1）真空袋检查
检查警告标签或条形码上的封袋日期；检查包装袋的完整性（有无洞、凿孔、撕破、针孔或任何会暴露内部的开口）；如果发现有开口，应参照湿度指示卡（HIC）显示的状态决定是否拒收（通知供货商采取恢复措施）。
2）MSD检查和清点
当需要进行MSD检查时，应将完好的原包装袋在接近封口处的顶部割开。如果包装袋在车间环境中打开不超过8小时，可再与活性干燥剂（活性干燥剂暴露时间不应超过1小时，否则不推荐使用）一起重装入抽真空袋中并封口，或是将元器件放置在一个空气干燥箱里再次干燥，要求再次干燥的时间至少是暴露时间的5倍。
仓储人员进行MSD数量清点时，应尽量不破坏MBB。若非进行逐个清点不可时，割开MBB后应在最短的时间内清点完，然后再与活性干燥剂一起重新装入MBB中并封口。此操作允许暴露的最大时间应小于制造暴露时间（MET）。
2.储存
1）库房管理
MSD存放区应有明显标识；MSD应分级分类存放，存放柜应有分级标识，如图2.73所示。
图2.73 MSD存放区存放柜几种分级标签图例
2）库存寿命
干燥包装的MSD库存寿命：在存储条件为温度＜40℃、湿度＜90%RH的非冷凝空气环境中，从包装封口日期算起最小为12个月。
3）安全存储
安全存储是指元器件保存在一个湿度可以控制的环境中储存，这样车间寿命可维持在零纪录。在干燥包装完好的MBB中的元器件，预期的存储寿命为：由警告或条形码上标示的封袋日期算起为12个月。散装MSD应放置在空气干燥橱中，橱内的温度和湿度条件应维持在25±5℃和＜10%RH。
4）定期监视储存状况
湿度指示卡（HIC）会提示干燥包装内湿度的变化情况。当出现误处理（如缺少干燥剂或干燥剂量不足），误操作（如MMB撕裂或割裂）或是存储不当时，HIC会及时做出反应。相应的判断及处理方法以原包装说明及内部指示卡上的要求为准。
3.配、发料管理
1）配料
要建立合理的MSD生产配送补给系统，确保所有MSD都将在规定的时间限制内组装完毕。合适的材料补给可以有效地减小储藏、备料、生产期间的暴露时间。
如果一批元器件中部分已使用，剩下的元器件在打开包装1小时内必须重新封口或是放入＜10%RH的干燥箱中。若暴露时间超过1小时，应按表2.10规定进行处理。
表2.10 干燥包装要求
注：*MSID潮湿敏感度鉴定标签。
2）发料-备料刚好的数量
遵循最短暴露时间的原则，应尽可能采用少量发放MSD的方法，准备的数量刚好够8小时的装配量。
超量发料，势必造成部分MSD在规定的时间内未装配完，这必然造成MSD必须手工从塑料托盘中移进、移出。这种操作将增加MSD的机械或ESD损坏的危险性，对产品质量和成本等产生极坏的影响。
4.MSD组装过程管理
1）对MSD进行工艺跟踪
MSD要适当地分类、标记和封装在干燥的袋子中待用，一旦袋子打开，每个元器件都必须在一个规定的时间内装配和焊接完。要求对每一卷或每一盘MSD的累积暴露时间，都应进行工艺跟踪，直到所有MSD都在车间寿命期内完成了全部组装过程。
2）手工记录时间
为了跟踪暴露时间，要求生产操作员手工记录移入和移出干燥室或干燥袋的日期与时间（可能多次），如图2.74所示。其目的就是为了准确地计算干燥储存所需的时间。
图2.74 手工记录时间图例
3）根据车间环境情况适时调整MSD的车间寿命
MSD自MBB中取出后，如果车间温度/湿度不满足30℃/60%RH条件要求时，可以按表2.8列出的湿度范围和温度条件要求，适时增减车间寿命作为补偿。
4）干燥处理
任何MSD在车间寿命限定时间之前还有未组装完的，就应通过充分的干燥程序将MSD重新恢复到干燥储存状态。MSD原包装警告标签上给出了用户在自己场所重新烘烤器件的条件。当原包装警告标签上无具体烘烤操作说明或警告标签丢失时，则可按表2.11给出的条件，用户在自己场所重新烘烤器件。
表2.11 MSD暴露在湿度≤60%RH环境中时用户干燥参考条件（车间寿命从烘烤后0时刻起重新开始计时）
工艺过程中对已干燥过的MSD，在不超过30℃/60%RH的车间环境中，若暴露时间大于8小时，则应适当地进行室温干燥，最小干燥时间为暴露时间的5倍。干燥完毕后重新设置车间寿命的计时。
如果车间寿命或温度/湿度条件超出，在再流焊接或重新进行安全存储前，MSD必须按照表2.11要求进行干燥处理。
对焊接可靠性的影响介绍如下。
（1）氧化风险。
烘烤MSD时可能会引起引脚表面氧化或过量的金属间化合物的生成，从而在板级组装过程中造成焊接可靠性问题。因此，MSD烘烤温度和时间将受到可靠性要求的制约。除非供应商额外指明，否则元器件烘烤应在一个烘烤周期内一次完成。如果需要超过一个烘烤周期，应咨询供应商。不要将元器件存储在烘焙温度下的炉子中。
（2）载体除湿风险。
MSD载体材料在除湿过程中，应确保不超出干燥烘烤的安全范围，以避免可靠性可能受到影响。
5.退料管理
1）退料
退料时，已经装载在贴装机器上的MSD必须取下来，连同托盘和盘带一道返回库房，供以后继续使用。MSD所有的标识数据及对应的出库时间跟踪记录，应完整地从原来的标签上转移过来并随MSD一起保存。退回重新储存的MSD散料，必须把暴露的时间也计算到干燥储存的时间里去，并根据出库时间跟踪记录优先出库。
2）烘焙
一种较简单的管理办法是：有系统地烘焙所有生产后剩下的装有MSD的托盘和卷盘。
对此，IPC/JEDEC标准做如下规定。
（1）高温载体：对包装在高温载体（如高温托盘）中的MSD，可在载体中进行125℃烘烤，烘烤时间为48小时。
（2）低温载体：包装在低温载体（如料盒、托盘、带卷）中的MSD，当烘烤温度高于40℃时，不能在载体内直接烘烤。如果要求在较高的温度中烘烤，元器件应从低温载体中取出，转入对高温安全的载体中烘烤，烘烤完毕后再重新装入低温载体。而对在卷盘和低温托盘上的MSD必须以40℃烘焙68天。
注意：手工操作会增加机械和ESD损伤的危险。
（3）纸及塑料容器制品：如纸板箱、气泡膜包装、塑料包裹等，烘烤前应把载体外面的这类物品去掉。塑料管上缠绕的橡皮带及塑料托盘上的捆绑带在高温（125℃）烘烤前也必须取下。
（4）烘烤时间：烘烤时间从所有MSD均达到指定温度时开始起算。
（5）ESD保护：当元器件在低湿度（干燥）环境下烘烤后，用真空吸针手工处理时，应进行适当的ESD防护处理。
6.组装工艺
1）再流焊接
在再流焊接过程中MSD元器件体温度不得超过标注在警告标签上的设定值，否则将直接影响元器件焊接的可靠性。在再流焊接过程中，虽然体温度在再流焊接中是最关键的参数，但其他参数，如高温中总的暴露时间和加热速率，也影响MSD焊接的可靠性，因此，均须妥善处理。如果进行了一个以上的多次再流焊接过程，必须小心确保在最后一道再流焊接前的所有MSD，无论是贴装的还是不贴装的，都不能超过它们的车间寿命。
每个MSD最多只能经受住三次再流焊接工序。如果因为某种原因需要超过三次的，应向供应商咨询。若需使用235℃的高温再流焊接等级为1级的MSD时，在“警告”标志上必须注明再流焊接温度，警告标签应贴在MBB上或最外层运输箱上。在220℃温度下再流焊接的MSD不需要任何与潮湿相关的标签。
应当注意的是：元器件体温度可能与引脚或焊球间温度差别很大（特别是在IR和IR/热风再流焊接过程中），所以必须分开测量。一些热风焊接工艺可能要求MSD元器件体加热温度高过220℃，如果超过了分类温度，则潮湿预警或时间-温度限制要求可能会超出本规范规定范围，此时应咨询供应商。划分为第6级的MSD必须在上线生产前烘烤干燥，然后在标签指定的限制时间内完成再流焊接。
2）返修
在打开MBB后，MBB中所有元器件均应在标注的车间寿命前，完成包括返修在内的所有高温再流焊接过程。
若余下不能焊完的MSD应再次封入MBB中或存入干燥橱中。若要将器件从PCB上取下，推荐使用局部加热方法，所有表面贴装器件的最大体温度不要超出200℃，以确保与MSD相关的元器件的损伤降到最低；如果元器件温度超过200℃，可要求PCB在返修前烘烤；元器件温度应在元器件体的顶部中心测量；如果取下的器件再次使用，建议在进行再贴装前将其烘烤干燥。替换的元器件应在规定的车间寿命内替换完毕。
推荐采用局部加热再流焊进行返修替换，这样整块PCB就不必再次经历再流焊接温度的影响。当邻近元器件上的温度高于183℃时，可能会引起某些焊点局部回流，而导致潜在的焊点可靠性问题。