Als präzise elektronische Komponenten integrieren Kameramodule Bildsensoren, Leiterplatten, Steckverbinder und andere Komponenten, die meist in Kunststoffgehäusen verpackt sind. Solche Kunststoffgehäuse neigen dazu, Feuchtigkeit aus der Umgebung aufzunehmen; während des Hochtemperatur-SMT-Reflow-Lötprozesses dehnt sich die interne Feuchtigkeit beim Erhitzen aus, was zu Zuverlässigkeitsausfällen wie Gehäuserissen und Pinablösungen führen kann. Der Moisture Sensitivity Level (MSL)-Standard, als zentrale technische Spezifikation, die die feuchtigkeitsbeständige Fähigkeit von Kameramodulen und -komponenten definiert, bestimmt durch seine Einstufung und Compliance-Kontrolle direkt die Lagerzuverlässigkeit, Prozesskompatibilität und langfristige Betriebsstabilität von Modulen in verschiedenen Feuchtigkeitsumgebungen und beeinflusst somit die Lebensdauer sowie die Betriebs- und Wartungskosten von Endüberwachungssystemen. Für Hersteller von Kameramodulen und ausländische Käufer, die den globalen Markt anstreben, ist das genaue Erfassen der gängigen MSL-Standards, der Logik der Gradanpassung und der Kontrollpunkte von Kameramodulen eine wichtige Voraussetzung, um Produktions- und Anwendungsrisiken zu vermeiden und die Produktkonformität sicherzustellen.
Der MSL-Standard für Kameramodule wird nicht unabhängig formuliert, sondern folgt streng dem branchenweiten, verbindlichen Standard IPC/JEDEC J-STD-020. Basierend auf den Feuchtigkeitsaufnahmeeigenschaften von kunststoffverkapselten Komponenten klassifiziert dieser Standard die MSL-Stufen in 8 Kategorien (einschließlich unbegrenzter Stufe) von geringer Empfindlichkeit bis hoher Empfindlichkeit. Eine kleinere Stufennummer bedeutet eine geringere Feuchtigkeitsempfindlichkeit des Moduls und der Komponenten mit lockereren Anforderungen an Lagerung und Produktionskontrolle; eine größere Stufennummer bedeutet eine höhere Feuchtigkeitsempfindlichkeit und strengere Kontrollanforderungen. Es sollte klargestellt werden, dass die MSL-Stufe eines Kameramoduls nicht fest ist, sondern gemeinsam durch die MSL-Stufe seiner Kernkomponenten, den Gehäusetyp, die Anwendungsumgebung und die Prozesstechnologie bestimmt wird. Unter ihnen sind die MSL-Stufen von Bildsensoren und Leiterplatten die Kernfaktoren, die den gesamten feuchtigkeitsbeständigen Standard des Moduls beeinflussen, und die feuchtigkeitsbeständigen Fähigkeiten der beiden müssen koordiniert werden; andernfalls wird die gesamte feuchtigkeitsbeständige Leistung des Moduls beeinträchtigt.
In Kombination mit den globalen Marktanwendungsszenarien und Industriepraktiken von Kameramodulen zeigen die MSL-Standards für Module der Konsumgüter- und Industriequalität eine klare differenzierte Verteilung, wobei die gängige MSL-Stufe für Kameramodule der Konsumgüterqualität (wie Module für Mobiltelefone und Tablets) MSL 3-4 ist. Diese Module werden meist in Innenräumen bei normaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit eingesetzt, und ihre Kernkomponenten (wie herkömmliche CMOS-Sensoren und Leiterplatten mit Standard-Kunststoffgehäusen) verwenden meist mittel- und niedrigempfindliche Verpackungen. Die MSL-Stufe 3-4 entspricht einer Lagerfeuchtigkeitsanforderung von ≤30% RH; nach dem Auspacken kann sie in einer herkömmlichen Werkstattumgebung von 30°C/60% RH sicher für 7-168 Stunden gelagert werden, was die großflächigen Produktionskontrollbedürfnisse der Unterhaltungselektronikindustrie bei gleichzeitiger Abwägung von Kosten und Zuverlässigkeit erfüllt. Es ist erwähnenswert, dass, wenn Module der Konsumgüterqualität mikro-ultradünne kunststoffverkapselte Komponenten (wie 0402-Chips, dünn verpackte BGA-Sensoren) verwenden, ihre MSL-Stufe auf MSL 5 und höher aufgerüstet werden muss; andernfalls erhöht sich das Risiko von Gehäuserissen während des Reflow-Lötens erheblich.
Im Gegensatz zu Modulen der Konsumgüterqualität ist die gängige MSL-Stufe für Module der Industriequalität und für Outdoor-POE-Kameras (wie Module für Smart Parks und Outdoor-Überwachung) MSL 1-2, und einige High-End-Outdoor-Module verwenden sogar eine Kombination von Komponenten mit unbegrenzter MSL-Stufe. Diese Module sind langfristig Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und starken Temperaturschwankungen im Freien ausgesetzt, und einige Szenarien müssen rauer Klimaeinwirkung standhalten, so dass höhere Anforderungen an die feuchtigkeitsbeständige Leistung gestellt werden. Komponenten, die den MSL-Stufen 1-2 entsprechen, verwenden meist Keramik-, Metallgehäuse oder Hochschutz-Kunststoffgehäusetechnologie, die praktisch nicht feuchtigkeitsabsorbierend oder wenig empfindlich sind. Sie benötigen keine spezielle Lagerung bei extrem niedriger Luftfeuchtigkeit und können sicher bei normaler Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert werden. Nach dem Auspacken beträgt die Werkstattlebensdauer unbegrenzt oder bis zu 1 Jahr, was Modulausfälle durch Feuchtigkeitseintritt in Außenumgebungen wirksam vermeidet und gleichzeitig die Lager- und Betriebs- und Wartungskosten für ausländische Kunden reduziert.
Die Kernfaktoren, die die Auswahl der MSL-Stufen von Kameramodulen beeinflussen, lassen sich in drei Punkte zusammenfassen, die eine progressive logische Beziehung bilden: Erstens, der Gehäusetyp; die MSL-Stufe von kunststoffverkapselten Komponenten ist im Allgemeinen höher als die von Keramik- und Metallgehäusen, und miniaturisierte, ultradünne Kunststoffgehäuse erhöhen die Feuchtigkeitsempfindlichkeit weiter; zweitens, die Anwendungsumgebung; je höher die Umgebungsfeuchtigkeit und je größer die Temperaturschwankung, desto niedriger ist die erforderliche MSL-Stufe des Moduls (stärkere feuchtigkeitsbeständige Fähigkeit), was auch der Hauptgrund für den Unterschied in den MSL-Stufen zwischen Außen- und Innenmodulen ist; drittens, die Prozesstechnologie; wenn die Modulproduktion einen Hochtemperatur-Reflow-Lötprozess mit einer Spitzentemperatur von über 260°C verwendet, muss die MSL-Stufe derselben Komponenten um 1 Stufe erhöht werden, um das durch hohe Temperaturen verschärfte Risiko der Feuchtigkeitsausdehnung auszugleichen. Darüber hinaus hängt die gesamte feuchtigkeitsbeständige Leistung des Moduls auch von der Optimierung der Gehäusetechnologie ab, wie z. B. der Anwendung von Vergussmasse und wasserdichten Steckverbindern, die die feuchtigkeitsbeständige Fähigkeit auf der Grundlage der MSL-Stufe der Komponenten weiter verbessern können.
Es ist besonders wichtig, ausländische Käufer und Modulhersteller daran zu erinnern, dass die Compliance-Kontrolle der MSL-Stufen nicht nur in der Auswahl, sondern auch im Lager- und Produktionsmanagement über den gesamten Lebenszyklus liegt. Einige Hersteller behaupten, dass ihre Module die Ziel-MSL-Stufe erfüllen, aber die Backanforderungen des unterstützenden Standards IPC/JEDEC J-STD-033 nicht strikt befolgen. Wenn beispielsweise Komponenten nach dem Auspacken nicht innerhalb der Frist verwendet werden, aber nicht bei 125°C ± 5°C gebacken und getrocknet werden, versagt die feuchtigkeitsbeständige Leistung des Moduls dennoch. Für ausländische Kunden sollten sie bei der Auswahl von den Herstellern MSL-Stufen-Zertifizierungsberichte der Kernkomponenten des Moduls verlangen, die Kontrollanforderungen nach Lagerung und Auspacken klären und gleichzeitig ihre eigenen Anwendungsszenarien berücksichtigen, um eine blinde Verfolgung hoher feuchtigkeitsbeständiger Leistung zu vermeiden, die zu Kostenverschwendung führt, oder Produktfehler aufgrund unzureichender Stufen.
Im Allgemeinen basiert der MSL-Standard für Kameramodule auf IPC/JEDEC J-STD-020, und die gängigen Stufen zeigen eine differenzierte Verteilung je nach Anwendungsszenario. Module der Konsumgüterqualität sind hauptsächlich MSL 3-4, während Module der Industriequalität und Outdoor-POE-Module hauptsächlich MSL 1-2 sind. Die Auswahl der MSL-Stufe ist nicht je höher, desto besser, sondern muss genau auf den Gehäusetyp, die Anwendungsumgebung und die Prozesstechnologie abgestimmt werden. Sein Kernwert ist die Vermeidung von Zuverlässigkeitsrisiken in Produktion und Anwendung durch wissenschaftliche feuchtigkeitsbeständige Kontrolle. Für ausländische Kunden kann die Beherrschung dieser Logik nicht nur die genaue Modellauswahl und Kostenkontrolle ermöglichen, sondern auch den langfristig stabilen Betrieb von Kameramodulen durch standardisiertes Lager- und Produktionsmanagement gewährleisten, was auch ein wichtiges technisches Kriterium für die nachhaltige Entwicklung der globalen Präzisionselektronikindustrie ist.
