Como componentes eletrônicos de precisão, os módulos de câmera integram sensores de imagem, PCBs, conectores e outros componentes que são, em sua maioria, encapsulados em plástico. Tais encapsulamentos plásticos são propensos a absorver umidade do ambiente; durante o processo de soldagem por refluxo SMT de alta temperatura, a umidade interna se expande ao ser aquecida, o que pode causar falhas de confiabilidade, como rachaduras no encapsulamento e descolamento de pinos. O padrão de Nível de Sensibilidade à Umidade (MSL), como especificação técnica central que define a capacidade à prova de umidade de módulos e componentes de câmera, seu controle de classificação e conformidade determinam diretamente a confiabilidade de armazenamento, a compatibilidade de processo e a estabilidade operacional a longo prazo de módulos em diferentes ambientes de umidade, afetando assim a vida útil e os custos de operação e manutenção de sistemas de monitoramento terminal. Para fabricantes de módulos de câmera e compradores estrangeiros que visam o mercado global, compreender com precisão os padrões MSL predominantes, a lógica de adaptação de nível e os pontos de controle de módulos de câmera é um pré-requisito fundamental para evitar riscos de produção e aplicação e garantir a conformidade do produto.
O padrão MSL para módulos de câmera não é formulado de forma independente, mas segue rigorosamente o padrão obrigatório universal da indústria IPC/JEDEC J-STD-020. Com base nas características de absorção de umidade de componentes encapsulados em plástico, este padrão classifica os níveis MSL em 8 categorias (incluindo nível ilimitado) de baixa a alta sensibilidade. Um número de nível menor indica menor sensibilidade à umidade do módulo e dos componentes, com requisitos de controle de armazenamento e produção mais flexíveis; um número de nível maior indica maior sensibilidade à umidade e requisitos de controle mais rigorosos. Deve-se esclarecer que o nível MSL de um módulo de câmera não é fixo, mas é determinado conjuntamente pelo nível MSL de seus componentes principais, tipo de encapsulamento, ambiente de aplicação e tecnologia de processo. Entre eles, os níveis MSL de sensores de imagem e PCBs são os fatores centrais que afetam o padrão geral à prova de umidade do módulo, e as capacidades à prova de umidade dos dois devem ser coordenadas; caso contrário, o desempenho geral à prova de umidade do módulo será degradado.
Combinados com os cenários de aplicação de mercado global e práticas da indústria de módulos de câmera, os padrões MSL para módulos de grau de consumidor e de grau industrial mostram uma distribuição diferenciada clara, entre os quais o nível MSL predominante para módulos de câmera de grau de consumidor (como módulos que suportam telefones celulares e tablets) é MSL 3~4. Esses módulos são usados principalmente em ambientes internos com temperatura e umidade normais, e seus componentes principais (como sensores CMOS convencionais e PCBs encapsulados em plástico padrão) adotam, em sua maioria, encapsulamentos de sensibilidade média e baixa. O nível MSL 3~4 corresponde a um requisito de umidade de armazenamento de ≤30% RH; após a desembalagem, em um ambiente de oficina convencional de 30°C/60% RH, pode ser colocado com segurança por 7 a 168 horas, o que pode atender às necessidades de controle de produção em larga escala da indústria de eletrônicos de consumo, equilibrando custo e confiabilidade. Vale ressaltar que, se módulos de grau de consumidor adotarem componentes encapsulados em plástico micro ultrafinos (como chips 0402, sensores encapsulados em BGA finos), seu nível MSL precisará ser atualizado para MSL 5 ou superior; caso contrário, o risco de rachaduras no encapsulamento durante a soldagem por refluxo aumentará significativamente.
Diferente dos módulos de grau de consumidor, o nível MSL predominante para módulos de câmera de grau industrial e POE externos (como módulos que suportam parques inteligentes e monitoramento externo) é MSL 1~2, e alguns módulos externos de ponta até adotam uma combinação de componentes com nível MSL ilimitado. Esses módulos são expostos a longo prazo a ambientes externos com alta umidade e flutuações severas de temperatura, e alguns cenários precisam suportar erosão climática severa, portanto, requisitos mais altos são impostos ao desempenho à prova de umidade. Componentes correspondentes aos níveis MSL 1~2 adotam, em sua maioria, tecnologia de encapsulamento cerâmico, metálico ou de plástico de alta proteção, que são quase não higroscópicos ou de baixa sensibilidade. Eles não requerem equipamentos especiais de armazenamento de umidade ultrabaixa e podem ser armazenados com segurança em ambientes de temperatura e umidade normais. Após a desembalagem, a vida útil na oficina é ilimitada ou de até 1 ano, o que pode evitar efetivamente falhas do módulo causadas pela intrusão de umidade em ambientes externos, ao mesmo tempo em que reduz os custos de armazenamento e operação e manutenção para clientes estrangeiros.
Os fatores centrais que afetam a seleção dos níveis MSL de módulos de câmera podem ser resumidos em três pontos, que formam uma relação lógica progressiva: primeiro, tipo de encapsulamento, o nível MSL de componentes encapsulados em plástico é geralmente maior do que o de encapsulamentos cerâmicos e metálicos, e encapsulamentos plásticos miniaturizados e ultrafinos aumentarão ainda mais a sensibilidade à umidade; segundo, ambiente de aplicação, quanto maior a umidade ambiental e maior a flutuação de temperatura, menor o nível MSL exigido do módulo (maior capacidade à prova de umidade), que também é a razão central para a diferença nos níveis MSL entre módulos externos e internos; terceiro, tecnologia de processo, se a produção do módulo adota um processo de soldagem por refluxo de alta temperatura com temperatura de pico superior a 260°C, o nível MSL dos mesmos componentes precisa ser aumentado em 1 nível para compensar o risco de expansão de umidade agravado pela alta temperatura. Além disso, o desempenho geral à prova de umidade do módulo também precisa depender da otimização da tecnologia de encapsulamento, como a aplicação de selante de encapsulamento e conectores à prova d'água, que podem melhorar ainda mais a capacidade à prova de umidade com base no nível MSL dos componentes.
É particularmente importante lembrar compradores estrangeiros e fabricantes de módulos que o controle de conformidade dos níveis MSL reside não apenas na seleção, mas também no gerenciamento de armazenamento e produção de ciclo de vida completo. Alguns fabricantes afirmam que seus módulos atendem ao nível MSL alvo, mas não seguem rigorosamente os requisitos de secagem do padrão de suporte IPC/JEDEC J-STD-033. Por exemplo, se os componentes não forem usados dentro do prazo após a desembalagem, mas não forem secos e desumidificados a 125°C ± 5°C, o desempenho à prova de umidade do módulo ainda falhará. Para clientes estrangeiros, durante a seleção, eles devem exigir que os fabricantes forneçam relatórios de certificação de nível MSL dos componentes principais do módulo, esclarecer os requisitos de controle após o armazenamento e desembalagem e, ao mesmo tempo, combinar seus próprios cenários de aplicação para evitar a busca cega por desempenho à prova de umidade de alto nível que leve ao desperdício de custos, ou falhas de produto causadas por níveis insuficientes.
Em geral, o padrão MSL para módulos de câmera é baseado no IPC/JEDEC J-STD-020, e os níveis predominantes mostram distribuição diferenciada de acordo com os cenários de aplicação. Módulos de grau de consumidor são principalmente MSL 3~4, enquanto módulos de grau industrial e POE externos são principalmente MSL 1~2. A seleção do nível MSL não é quanto maior melhor, mas precisa ser combinada com precisão de acordo com o tipo de encapsulamento, ambiente de aplicação e tecnologia de processo. Seu valor central é evitar riscos de confiabilidade na produção e aplicação por meio de controle científico à prova de umidade. Para clientes estrangeiros, dominar essa lógica não só permite selecionar modelos com precisão e controlar custos, mas também garante a operação estável a longo prazo de módulos de câmera por meio de gerenciamento padronizado de armazenamento e produção, o que também é um critério técnico importante para o desenvolvimento sustentável da indústria global de componentes eletrônicos de precisão.
