如何烘烤PCB

主要目的 PCB 烘烤就是除濕除濕,去除PCB外面所含或吸收的水分,因為有些PCB材料容易形成水分子。

此外,PCBS在生產和展示一段時間後也有機會將水分吸收到環境中,而水是爆米花或分層的罪魁禍首之一。 當PCB放置在溫度超過100℃的環境中,如背焊爐、波峰爐、熱風成型或手工焊接工藝時,水會變成蒸汽並迅速膨脹。

印刷電路板

PCB 加熱得越快,水蒸氣膨脹得越快。 溫度越高,水蒸氣的體積越大; 當水蒸氣不能及時從PCB逸出時,就有很好的機會給PCB充氣。

尤其是PCB的Z向是最脆弱的,有時可能會破壞PCB層間的過孔,有時會造成PCB層間的分離,甚至PCB的外觀都可以看到冒泡、膨脹、爆板和其他現象;

有時,即使PCB表面沒有看到上述現象,實際上是內部損壞。 久而久之,就會造成電器產品的功能不穩定,或CAF等問題,最終導致產品故障。

PCB爆板的真正原因分析及預防措施

實際上,PCB烘烤的過程是相當麻煩的。 進烤箱前必須先拆掉原包裝,然後溫度要在100℃以上,但溫度不能太高,以免PCB在烘烤時因水蒸氣膨脹過度而爆裂。

一般情況下,業界通常將PCB烘烤溫度設置在120±5℃,以確保在通過背焊爐焊接SMT線之前,可以真正將水分從PCB本體中去除。

烘烤時間因PCB的厚度和尺寸而異,對於較薄或較大尺寸的PCB,烘烤後應重壓板,以減少或避免過程中應力釋放引起PCB彎曲變形的悲劇。烘烤後PCB冷卻。

因為一旦PCB變形彎曲,SMT上印SOLDER錫膏時就會出現偏移或厚度不均的問題,從而導致大量的焊接短路或空焊等不良事件。

PCB烘烤條件設置

At present, the general conditions and time Settings for PCB baking are as follows:

1. PCB 應在製造之日起 2 個月內密封良好。 如果PCB開封後放置在溫濕度受控環境(≦30℃/60%RH,根據IPC-1601)中超過5天,則需在120±5℃下烘烤1小時後再放置在線的。

2、PCB自生產之日起應存放2~6個月以上,上線前需在2±120℃烘烤5小時。

3、PCB應存放6~12個月以上,並在4±120℃烘烤5小時後才能上線。

4、PCB存放超過12個月的生產日期,基本不建議使用,因為多層板的粘合力反而會隨著時間老化,產品功能不穩定等質量問題日後可能出現,增加上市概率維修,生產過程有爆板、吃錫不良的風險。 如果必須使用,建議在120±5℃烘烤6小時,大量預印錫膏投入生產,確保沒有焊錫問題再繼續生產。

另一個不推薦太久的PCB,因為它的表面處理時間長了也會逐漸失效,在ENIG中,保質期是12個月,在這個時間之後,取決於其厚重的金層厚度,如果厚度變薄了,鎳層可能因為擴散而出現在金層中而形成氧化物,影響可靠性,不可疏忽。

5、所有烘烤過的PCBS必須在5天內用完,未加工過的PCBS必須在120±5℃下再烘烤1小時才能上線。

烘烤過程中PCB的堆疊

1.大尺寸PCB烘烤時應水平放置並堆疊。 建議堆疊的最大數量不應超過 30 件。 大尺寸PCB不建議垂直烘烤,容易彎曲。

2、烘烤中小型PCB時,可以水平放置和堆疊,堆疊的最大數量不超過40片,也可以垂直使用,數量不限。 烘烤10分鐘後,需要打開烤箱取出PCB平放冷卻。

PCB烘烤注意事項

1、烘烤溫度不得超過PCB的Tg點,一般不得超過125℃。 早期,一些含鉛PCB的Tg點較低,但現在大部分不含鉛的PCB的Tg都在150℃以上。

2、烘烤後的PCB應盡快使用,如不使用,應盡快重新真空包裝。 如果在車間暴露時間過長,必須重新烘烤。

3、烤箱記得安裝排氣乾燥設備,否則烤出來的水蒸氣會滯留在烤箱內增加其相對濕度,不利PCB除濕。

4、從質量上看,PCB焊料越新鮮,過爐後質量越好。 過期的PCB即使烘烤後使用也會有一定的質量風險。

PCB烘烤的建議

1、建議在105±5℃下烘烤PCB,只要水的沸點為100℃即可。 只要超過沸點,水就會變成蒸汽。 因為PCBS不含太多水分子,所以不需要高溫來提高氣化速度。

溫度過高或氣化速度過快,容易使水汽迅速膨脹,實際上對質量不利,尤其是多層板和埋孔PCB。 105℃剛好高於水的沸點,溫度不會太高,可以除濕,降低氧化風險。 而今天的烤箱溫度控制能力已經比以前好很多了。

2、PCB是否需要烘烤,應看包裝是否受潮,即觀察HIC(Humidity Indicator Card,濕度指示卡)的VACUUM包裝是否顯示受潮,如果包裝完好,HIC是否不說明潮濕其實是可以不用烘烤直接在線的。

3、PCB烘烤建議採用“直立”間隔烘烤,因為只有這樣熱風對流才能達到最大效果,水蒸氣更容易被烘烤出PCB。 但是對於大尺寸的PCBS,可能需要考慮立式是否會導致板彎曲。

4、建議PCB放置在乾燥處,烘烤後迅速冷卻。 最好把板子上面的“防彎板夾具”壓在板子上面,因為一般物體從熱態到冷卻過程都容易吸潮,但是急速冷卻可能會導致板子彎曲,這需要達到平衡。

PCB烘烤的缺點及注意事項

1、烘烤會加速PCB表面塗層氧化,溫度越高,烘烤時間越長越不利。 2、OSP表面處理過的板子不建議進行高溫烘烤,因為OSP膜會因高溫而降解或失效。 如果必須烘烤,建議在105±5℃烘烤不超過2小時。 建議在烘烤後24小時內用完。

3、烘烤可能會影響IMC的生成,特別是對於HASL(噴錫)、ImSn(化學鍍錫,浸錫)的板子表面處理,因為它的IMC層(銅錫化合物)其實早在PCB階段就有了已經生成,也就是在生成PCB焊錫之前,烘烤會增加這層已經生成IMC的厚度, 造成信任問題。