E DIN EN 61760-4:2012-12

Dieser Teil der IEC 61760 spezifiziert feuchteempfindliche Bauteile, ihre Einstufung in Feuchteempfindlichkeitsklassen und Regelungen zur Verpackung, Kennzeichnung und Handhabung. Dieser Teil der Normreihe gilt für oberfächenmontierbare Bauteile zur Verwendung für Aufschmelz-Lötverfahren, wobei Halbleiterbauelemente ausgeschlossen sind.
Oberflächenmontierbare Halbleiterbauelemente sind durch IEC 60749-20 und IEC 60749-20-1 abgedeckt, Anforderungen für Lötprüfungen sind durch IEC 60068-2-58 abgedeckt. Die Wärmebelastung bei Tauchlöten unterscheiden sich von den Lötprofilen, welche zur Einstufung in Feuchteempfindlichkeitsklassen verwendet werden. Von daher muss eine geeignete Klassifizierung getrennt ermittelt werden. Bauelemente zur Durchsteckmontage sind im Geltungsbereich enthalten, wenn der Lieferant deren Eignung für Aufschmelzlötverfahren ausdrücklich beschrieben hat.
Bedingt durch die höheren Temperaturprofile von Reflow-Lötverfahren für Zinn-Silber-Kupfer oder anderer im Vergleich zu eutektischem Zinn-Blei höher schmelzenden Legierungen, gewinnt die Empfindlichkeit von vor dem Löten feuchtegelagerten Bauteilen gegenüber der Lötwärmebelastung eine zunehmende Bedeutung.
Aktuell verfügbare Normen zur Klassifizierung der Feuchteempfindlichkeit von Bauelementen sind für kunststoffumpresste Halbleiter und ähnliche Festkörpergehäuse (z.B. IEC 60749-20), aber nicht für andere Bauelementearten anwendbar. Dieser neue Normenvorschlag soll diese Lücke schließen und ein allgemein anwendbares Verfahren zur Klassifizierung und Verpackung einführen, das für alle Arten von Bauelementen und Modulen anwendbar ist. Diese Norm führt ein zu J-STD020D.1 und J-STD 033C alternatives Verfahren zur Klassifizierung und Verpackung ein. Dieses alternative Verfahren ist zur Anwendung bei solchen Bauelementen geeignet, bei welchen die strengeren Spezifikationen von J-STD 020D.1 und J-STD 033C nicht erforderlich sind.
Feuchteempfindliche Bauteile (MSD) sind Bauteile, bei welchem während oder nach dem Löten das Verdampfen absorbierter Feuchte die in der zutreffenden Spezifikation festgelegten elektrischen oder mechanischen Eigenschaften beeinträchtig.
Bestimmte Materialien, Polymerkunststoffe und Füller sind hygroskopisch und können abhängig von Zeit und Lagerklima Feuchte absorbieren. Die absorbierte Feuchte verdampft während des raschen Aufheizens beim Reflowlöten und erzeugt in dem Material Druck, Quellen, Delamination oder Rissbildung. Feuchte dringt im allgemeinen in absorbierendes Material ein, wenn es der Umgebungsluft ausgesetzt ist. Absorption von Feuchte oder Eindringen von Feuchte in Hohlräume kann innerhalb des Bauteiles Feuchtekonzentrationen hervorrufen, die hoch genug sind, um während des Lötprozesses Rissbildung und/oder Delaminationen hervorzurufen (z.B. den „Popcorn Effekt“), welche die Zuverlässigkeit nachteilig beeinflussen. Beim “Popcorn Effekt“ bewirken interne Spannungen dass sich das Gehäuse aufbläht und dann mit einem hörbaren “Pop” reißt (interne Delamination während Reflowlöten mit hoher Temperatur).
Feuchte kann auch die Festigkeit von Klebern, Dichtungen, Vergussmassen, Kunststoffen mit galvanischer Beschichtung, etc. beeinflussen. Feuchtebeanspruchung kann auch den Transport ionischer Verunreinigungen durch Öffnungen in das Bauteil hervorrufen und so das Potential von Korrosionsausfällen der Schaltung erhöhen. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit, feuchteempfindliche Bauteile zu trocknen, in Feuchteschutzverpackungen zu versiegeln und nur unmittelbar vor der Verarbeitung (Löten auf Leiterplatten) zu entnehmen. Die erlaubte Zeit (vom Öffnen der Feuchteschutzverpackung bis zum letzten Lötprozess) während der ein Bauteil ungeschützt einem Klima ausgesetzt sein darf, das näherungsweise den realen Umweltbedingungen entspricht (z.B. 30°C/60% r.F.), ist ein Maß für Empfindlichkeit des Bauteiles gegenüber der Umgebungsfeuchte (Floor life).
Ausfallmechanismen wie Rissbildung, Delamination, Deformation und Quellen, Schwächung innerer Verbindungsstrukturen u.a. wurden als ein Ergebnis der Absorption von Feuchte vor dem Reflowlöten identifiziert.
Die Feuchteempfindlichkeitsklasse (MSL) ist die Bemessung welche die Anfälligkeit eine Bauteiles in Bezug auf Schäden beim Aufschmelzlöten hervorgerufen durch absorbierte Feuchte anzeigt. Der MSL bestimmt die Verpackung, Lagerung, Verarbeitungsdauer und Vorbehandlung feuchteempfindlicher Bauteile vor dem Reflowlöten. Der MSL wird bei der Klassifizierungstemperatur bestimmt. Die tatsächliche Löttemperatur (höchste Oberflächentemperatur) muss unterhalb der Klassifizierungstemperatur liegen.
In Feuchteprüfungen, wie z.B. nach IEC 60068-2-78, werden Bauteile im ursprünglichen Zustand (unverbaut) oder im montierten Zustand (z.B. auf eine Prüfleiterplatte gelötet) beansprucht. Diese Prüfungen bestimmen den Einfluss adsorbierter oder absorbierter Feuchte auf das Verhalten des Bauteiles (z.B. elektrische Eigenschaften, Korrosion), aber sie können nicht den Einfluss adsorbierter oder absorbierter Feuchte auf die Empfindlichkeit gegenüber der Wärmebelastung bei Lötprozessen ermitteln.
Ziel des in dieser Norm beschriebenen Prüfverfahrens ist es, die Beständigkeit von Bauteilen gegenüber der Lötwärmebelastung in Verbindung mit Feuchtebelastung während der Vorbehandlung zu prüfen. Weitere Feuchteeffekte (Beispiel: elektrische Eigenschaften, Isolierung) werden durch diese Norm nicht abgedeckt und müssen getrennt geprüft werden.
Das Bildzeichen kennzeichnet feuchteempfindliche Bauteile und wird auf allen Warnetiketten bezüglich der Feuchteempfindlichkeit aufgebracht.
((BILD BE1-1 AT E DIN EN 61760-4.doc))
Bildzeichen für Feuchteempfindlichkeit (empfohlen)
(BILD BE1-2 AT E DIN EN 61760-4.doc))
Alternatives Bildzeichen für Feuchteempfindlichkeit (auch marktüblich)
Zuständig ist das DKE/K 682 „Montageverfahren für elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.