在 BGA封裝中，“濕敏性（Moisture Sensitivity）” 是指封裝器件對環(huán)境濕度的敏感程度，具體表現(xiàn)為封裝材料（如塑封料、基板等）在潮濕環(huán)境中吸收水分后，可能因后續(xù)高溫工藝（如回流焊、固化等）導(dǎo)致封裝失效的特性。

塑料封裝的BGA濕敏性極高。如果 BGA封裝未進(jìn)行足夠烘烤或者組裝前沒有保持干燥，使它們?nèi)菀壮霈F(xiàn)翹曲、膨脹、爆裂或者裂紋等情況。

元器件貯存和操作程序?qū)GA/ FBGA是至關(guān)重要的，它對其它任何濕敏元器 件，包括有引線的表面貼裝器件也是十分關(guān)鍵的。

1、濕敏性的本質(zhì)與機(jī)制

吸濕過程

BGA 封裝的塑封材料（環(huán)氧樹脂基）、有機(jī)基板或底部填充材料具有一定的吸濕性，會從環(huán)境中吸收水分并儲存于內(nèi)部。

高溫失效風(fēng)險(xiǎn)

當(dāng)吸濕的器件經(jīng)歷高溫工藝（如回流焊溫度通常為 200~260°C）時(shí)，內(nèi)部水分迅速汽化形成蒸汽，產(chǎn)生的膨脹壓力可能導(dǎo)致：

• 封裝分層

  塑封料與基板、芯片或焊球之間的界面分離；

• 爆米花效應(yīng)（Popcorn Effect）

  封裝殼體因內(nèi)部蒸汽壓力過大而開裂；

• 焊點(diǎn)缺陷

  焊球與基板的連接失效，或因濕氣影響焊接質(zhì)量。

2、濕敏性等級（MSL，Moisture Sensitivity Level）

行業(yè)通過 " JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)（J-STD-020）"將器件的濕敏性分為 1~6 級（部分標(biāo)準(zhǔn)含 1a 級），等級越高，對濕度和暴露時(shí)間的限制越嚴(yán)格：

• MSL 1

  無濕度敏感限制（如陶瓷封裝）；

• MSL 2~6

  隨等級升高，允許的暴露時(shí)間（在≤30°C/60% RH 環(huán)境中）從 1 年逐步縮短至幾分鐘（如 MSL 6 僅允許暴露 15 分鐘）。
  BGA 封裝因尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜（尤其是薄型或堆疊封裝），通常屬于MSL 2~3 級，需嚴(yán)格控制存儲和處理?xiàng)l件。

3、BGA 濕敏性的影響因素

• 封裝材料

  有機(jī)塑封料的吸濕率高于陶瓷或金屬封裝；

• 封裝結(jié)構(gòu)

  薄型 BGA（如 uBGA）、多芯片堆疊 BGA（如 SiP）因更薄的殼體和更大的表面積，濕敏性風(fēng)險(xiǎn)更高；

• 工藝環(huán)境

  存儲環(huán)境的濕度（如未開封器件需存于≤10% RH 的干燥箱）、暴露時(shí)間（拆封后需在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成焊接）、預(yù)處理（焊接前是否進(jìn)行烘烤去濕）。

4、濕敏性的應(yīng)對措施

存儲與運(yùn)輸：

• 未開封器件存放于防潮袋（含干燥劑和濕度指示卡），或干燥箱（≤10% RH）；
• 遵循 “先進(jìn)先出” 原則，避免長期暴露。

預(yù)處理工藝：

• 焊接前對吸濕器件進(jìn)行烘烤去濕（如 125°C 烘烤 24 小時(shí)，具體參數(shù)依 MSL 等級而定），去除內(nèi)部水分；
• 控制生產(chǎn)環(huán)境濕度（如車間濕度≤30% RH）。

材料優(yōu)化

• 采用低吸濕率的塑封料或基板材料；
• 改進(jìn)封裝設(shè)計(jì)（如增加防潮涂層、優(yōu)化密封結(jié)構(gòu)）。

工藝監(jiān)控

• 使用濕度追蹤標(biāo)簽（HIC，Humidity Indicator Card）監(jiān)測封裝內(nèi)濕度；
• 回流焊過程中控制升溫速率，減少蒸汽壓力突變。

5、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

• JEDEC J-STD-020

  定義了器件濕敏性等級、測試方法及處理流程；

• IPC/JEDEC J-STD-033

  規(guī)定了潮濕敏感器件（MSD，Moisture Sensitive Device）的存儲、運(yùn)輸和焊接操作規(guī)范。

元器件的濕敏性決定了封裝的厚度。每種BGA封裝類型的濕敏等級都需要分析。

了解BGA封裝類型對應(yīng)的適用溫度是很關(guān)鍵的，適用的溫度分別為220°C、 235°C、245°C、250°C以及260°C。

如果使用溫度更高，封裝類型的濕敏性可能要下降幾個(gè)等級。由于模塑化合物和基材系統(tǒng)的改善，絕大多數(shù)基于層壓板的BGA可在高于220°C溫度下安裝。       

密封的陶瓷BGA是非濕敏器件，因此可在任一較高溫度下實(shí)現(xiàn)安裝。