防止PCB會(huì)過期，以及過期後的(de)處理(lǐ)辦法
2021-01-04 11:13
你(nǐ)知(zhī)道(dào)“為(wèi)什(shén)麽PCB過期 ¶×超過保存期限後一(yī)定要(yào)先烘烤才能(néng∞☆↔)SMT過回焊爐”嗎(ma)？
PCB烘烤的(de)主要(yào)目的(de)在去(qù)≈₩濕除潮，除去(qù)PCB內(nèi)含或從(cóng)外(wài)界吸收的(de)水(sδΩ<huǐ)氣，因為(wèi)有(yǒu)些(xiē)PCB本身(shēn)所使用(yòng)的™δ <(de)材質就(jiù)容易形成水(shuǐ)分>₩×(fēn)子(zǐ)。
另外(wài)，PCB生(shēng)産出來(lái)擺放(fàn ☆g)一(yī)段時(shí)間(jiān)後也(yě)有(yǒu)機(jī)會(huì)吸收到∏→£γ(dào)環境中的(de)水(shuǐ)®&✔∞氣，而水(shuǐ)則是(shì)造成PCB爆闆(popcorn)或分(fēn)層(de↑∞©lamination)的(de)主要(yào)兇手之一(yī)。
因為(wèi)當PCB放(fàng)置于溫度超過100℃的(de)環境下(xià)，比如(r€≠ú)回焊爐、波焊爐、熱(rè)風(fēng)平整或手焊等制(zhì)程時(shí)，水(shuǐ§γ≤)就(jiù)會(huì)變成水(shuǐ)蒸氣，然後快(kuài)速膨÷✔脹其體(tǐ)積。
當加熱(rè)于PCB的(de)速度越快(kuài♣→¶)，水(shuǐ)蒸氣膨脹也(yě)會(huì)越快(¶ε¥kuài)；當溫度越高(gāo)，則水(shuǐ)蒸氣的(de)體(tǐ)積也§←(yě)就(jiù)越大(dà)；當水(shuǐ)蒸氣無法即時(shí)從(cóng)Pε✘ΩCB內(nèi)逃逸出來(lái)，就(ji♥∏ù)很(hěn)有(yǒu)機(jī)會(huì)撐脹PCB。
尤其PCB的(de)Z方向最為(wèi)脆弱，有(yǒu)些(xiē)時(shí)候可(kě÷→)能(néng)會(huì)将PCB的(de)層與層∞↑§之間(jiān)的(de)導通(tōng)孔(via)拉斷，有(yǒu)時(shí)則可(€↑kě)能(néng)造成PCB的(de)Ωσφ層間(jiān)分(fēn)離(lí)，更嚴重的(de)連PCB外σδ∞(wài)表都(dōu)可(kě)以看(kàn)得(de)到(dào)起泡、膨脹、爆闆等現(xε¥iàn)象；
有(yǒu)時(shí)候就(jiù)算(suàn)PCB外(wài)表看(kà$✘≤→n)不(bù)到(dào)以上(shàn>♠πg)的(de)現(xiàn)象，但(dà$¥n)其實已經內(nèi)傷，随著(zhe)時(shí)間(jiān)δ≈& 過去(qù)反而會(huì)造成電(diàn)器(qì←← )産品的(de)功能(néng)不(bù)穩定，或發生(shēng)CAF等問(wèn)題，↕§β 終至造成産品失效。
PCB爆闆的(de)真因剖析與防止對(duì)策
PCB烘烤的(de)程序其實還(hái)蠻麻煩的(de)，烘烤時(shí)必須将原本的×®₹₹(de)包裝拆除後才能(néng)放(fàn★••πg)入烤箱中，然後要(yào)用(yòng)超過100℃的(de)溫度來(lái ±&)烘烤，但(dàn)是(shì)溫度又(yòu)不(bù)能(néng)太高(gāo)，免∞βλ得(de)烘烤期間(jiān)水(shuǐ)蒸氣過度膨脹£™Ω¥反而把PCB給撐爆。
一(yī)般業(yè)界對(duì)于PCB烘烤的(de)溫度大(dà)多(duō)設定在120±α±₽>5℃的(de)條件(jiàn)，以确保水(shuǐ)氣真的(de)可(kě)以從™☆≠(cóng)PCB本體(tǐ)內(nèi)消除後，才能(n±π∞éng)上(shàng)SMT線打闆過回焊爐焊接。
烘烤時(shí)間(jiān)則随著(zhe)PCB的(de)厚度與尺寸大(✘αdà)小(xiǎo)而有(yǒu)所不(bù)同，而且對(dπ¶§uì)于比較薄或是(shì)尺寸比較大(dà)的& (de)PCB還(hái)得(de)在烘烤後用(yò®↑∏ng)重物(wù)壓著(zhe)闆子(zǐ)，這(zhè)是(shì)為(wèi)了(l∞π₹∑e)要(yào)降低(dī)或避免PCB在烘烤後冷(lěng)卻期間(jiān↕"₩×)因為(wèi)應力釋放(fàng)而導緻PCB彎曲變形的(de)慘劇(jù)發生(shēσ ng)。
因為(wèi)PCB一(yī)旦變形彎φ ∞★曲，在SMT印刷錫膏時(shí)就(jiù)會(huì✘≈)出現(xiàn)偏移或是(shì)厚薄不(bù)均的(deα' α)問(wèn)題，連帶的(de)會(huì)造成後面回焊時(shí)大(dà)量的(de)∑£★✔焊接短(duǎn)路(lù)或是(shì)空(kōng)焊↓δ等不(bù)良發生(shēng)。
PCB烘烤的(de)條件(jiàn)設定
目前業(yè)界一(yī)般對(duì)于PCB烘烤的(de)條件(jiàn' )與時(shí)間(jiān)設定如(r$ ú)下(xià)：
1、PCB于制(zhì)造日(rì)期2個(gè)月(©yuè)內(nèi)且密封良好(hǎo)，拆封後放(fàng)置于有(y'σǒu)溫度與濕度控制(zhì)的(de)環境(≦30℃/60%RH，依據IPC-1601)下(xi•δ♦™à)超過5天者，上(shàng)線前需以120±5℃烘 ←ε烤1個(gè)小(xiǎo)時(shí)。
2、PCB存放(fàng)超過制(zhì)造日(rì)期2～6個(gè)月(yu≈∑è)，上(shàng)線前需以120±5℃烘烤2個(gè)小(xiǎo)§✔↑時(shí)。
3、PCB存放(fàng)超過制(≈α÷'zhì)造日(rì)期6～12個(gè)月(yuè)，上(sh εφàng)線前需以120±5℃烘烤4個(gè)小(xiǎo)時(shí)。
4、PCB存放(fàng)超過制(zhì)造日(rì)期12個(gè)月(yu♠€♠è)以上(shàng)，基本上(shàng)不(bù)建議(yì)使用(yòng)，因為(wèiπ')多(duō)層闆的(de)膠合力可(kě)是(shì)會(huì)随著(zε≠he)時(shí)間(jiān)而老(lǎo)化(huà)的(de)，日(rì)後可(kě)能♣♠↓§(néng)會(huì)發生(shēng)産品功能(néng)不(bù)穩等品質問(wèn)題， ¶φ增加市(shì)場(chǎng)返修的(de)機(jī)率，而且生(εε✘shēng)産的(de)過程還(hái)有(yǒu)爆闆及吃(chī)錫不(bù)良等風(f&γ<ēng)險。如(rú)果不(bù)得(de)不(bù)使用(yò↑ ÷ ng)，建議(yì)要(yào)先以120±5℃烘烤6個(gè)小(xiǎo)時(↔₽✘βshí)，大(dà)量産前先試印錫膏投産幾片确定沒有₩₽(yǒu)焊錫性問(wèn)題才繼續生(shēng)産。
另一(yī)個(gè)不(bù)建議(yì)使用(yòng)存放(fà±≈שng)過久的(de)PCB是(shì)因為(wèi)其表面處理(lǐ)也(yě)會(huì•₹★)随著(zhe)時(shí)間(jiān)流逝而漸漸&>失效，以ENIG來(lái)說(shuō)，業(yè)界的(de)✘€α保存期限為(wèi)12個(gè)月(yuè)，過 ≤∑γ了(le)這(zhè)個(gè)時(shí)效，視(shì)其沉金(jīn)層的(de)厚度而定 ÷≠，厚度如(rú)果較薄者，其鎳層可(kě)能(néng)會(huì₹φ←★)因為(wèi)擴散作(zuò)用(yòng)而出現(xiàn)在₩♣<金(jīn)層并形成氧化(huà)，影(yǐng)響信賴度׶✔↕，不(bù)可(kě)不(bù)慎。
5、所有(yǒu)烘烤完成的(de'α₹)PCB必須在5天內(nèi)使用(yòng)完畢，未加工(gōng)完畢的(d★♠αe)PCB上(shàng)線前必須重新以120±♠5℃再烘烤1個(gè)小(xiǎo)時(shí)。
PCB烘烤時(shí)的(de)堆疊方式
1、大(dà)尺寸PCB烘烤時(shí)，采用(yòng)平放(fàng)堆疊式擺放(fàng)，建議(yì ✔←)一(yī)疊最多(duō)數(shù)量建議(yì)不(bù)$ ☆★可(kě)超過30片，烘烤完成10鐘(zhōng)內(nèi)需打開(kā∏'i)烤箱取出PCB并平放(fàng)使其冷( "₽lěng)卻，烘烤後需壓防闆彎治具。大(dà)尺寸PCB不(bù)建議(yì)直立式α•↕烘烤，容易闆彎。
2、中小(xiǎo)型PCB烘烤時(shí)，可(kě)以采用(yòng)平放(fàng)堆疊式擺放(fà↓©ng)，一(yī)疊最多(duō)數(shù)量建議(yì)不(α↔ bù)可(kě)超過40片，也(yě)可(kě)以采直立式，數(sh₽♦₩ù)量不(bù)限，烘烤完成10分(fēn)鐘(δ$σ®zhōng)內(nèi)需打開(kāi)烤箱φβΩ&取出PCB平放(fàng)使其冷(lěn☆&g)卻，烘烤後需壓防闆彎治具。
PCB烘烤時(shí)的(de)注意事(shì)項
1、烘烤溫度不(bù)可(kě)以超過PCB的(de)Tg點，一(yī)般要(yào)求不(bù)可(kě)以超過125℃。←σ≈®早期某些(xiē)含鉛的(de)PCB的(de)Tg點比較低(dσ∏∑πī)，現(xiàn)在無鉛PCB的(de)£ Tg大(dà)多(duō)在150℃以上(shàng)。
2、烘烤後的(de)PCB要(yào)盡快(kuài)使用(yòn¶↓$g)完畢，如(rú)果未使用(yòng)完畢應盡早重新真空(kōng)包裝。如(rú)果暴露于車∑≠↕(chē)間(jiān)時(shí)間(jiān)過久，則必須重新烘烤。
3、烤箱記得(de)要(yào)加裝抽風(fēng)幹燥設αλ€備，否則烤出來(lái)的(de)水(shuǐ)蒸氣反而會(hu♠ ì)留存在烤箱內(nèi)增加其相(xiàng)對(duì)濕度₩，不(bù)利PCB除濕。
4、以品質觀點來(lái)看(kàn)，使用(yòng)越是(shì)新鮮的(de)PCB焊錫✔↓Ω♦過爐後的(de)品質就(jiù)越好(hǎo)，過期的(de)PCB即使拿(ná)去(qù)烘烤後才使用(yòng)還(hái)是(s<®↔hì)會(huì)有(yǒu)一(yī)定的(de)品質風(fēng)險。
對(duì)PCB烘烤的(de)建議(yì)
1、建議(yì)隻要(yào)使用(yòng)105±5℃的(de)溫度來(lái)烘烤β€≈PCB就(jiù)好(hǎo)了(le)，因為&γ♣(wèi)水(shuǐ)的(de)沸點是(shì)100℃，隻要(yào)超過其•¶沸點，水(shuǐ)就(jiù)會(huì)變成水(shuǐ)蒸氣。因為(wèi)P>☆≥CB內(nèi)含的(de)水(shuǐ)分(fēn)子(zǐ)不←>β€(bù)會(huì)太多(duō)，所以并不(bù)需要(yào)太高(gāo)的(de)溫$$εγ度來(lái)增加其氣化(huà)的(de)速度。
溫度太高(gāo)或氣化(huà)速度太快(kuài)反而容易∏↔使得(de)水(shuǐ)蒸氣快(kuài)速膨脹，對(duì)品質其實不(bù)利，尤其₩★"對(duì)多(duō)層闆及有(yǒu)埋孔的(de)PCB，105℃剛剛好(hǎo)高(gāo)于水(shuǐ)的(de)沸點，溫度又(yò♥₩u)不(bù)會(huì)太高(gāo)，可(kě)以除濕又(yòu)可(kě∑"γ)以降低(dī)氧化(huà)的(de)&↕風(fēng)險。況且現(xiàn)在的(de)烤箱溫度控制(zh♣αì)的(de)能(néng)力已經比以前提升不(bù)少(shǎ ♠≥o)。
2、PCB是(shì)否需要(yào)烘烤，應該要(yào)看(kà∏n)其包裝是(shì)否受潮，也(yě)就(jiù)是(shì)要(yào)觀≥β察其真空(kōng)包裝內(nèi)的(∞¥≈de)HIC(Humidity Indicator Cγα♦ard，濕度指示卡)是(shì)否已經顯示受潮，如(rú)果包裝良好(hǎo)，HIC沒有(yǒu)指示受潮其實是∑♦(shì)可(kě)以直接上(shàng)線不(bù)"± 用(yòng)烘烤的(de)。
3、PCB烘烤時(shí)建議(yì)采用(yòng)「直立式」且有(×≥yǒu)間(jiān)隔來(lái)烘烤，因為(wèi)這(zhè)樣才能(néng)起到(dào)熱(rè)空(kō멧≠ng)氣對(duì)流最大(dà)效果，而且水(shuǐ)氣也(y¥"ě)比較容易從(cóng)PCB內(nèi)被烤出來(lái)。但(dàn)是(shì)α™↕π對(duì)于大(dà)尺寸的(de)PCB可(kě)'α&能(néng)得(de)考慮直立式是(shì↔∏↕)否會(huì)造成闆彎變形問(wèn)題。
4、PCB烘烤後建議(yì)放(fàng)置于幹燥處并使其快(kuài)速冷(lěng)卻，最好($★♥ hǎo)還(hái)要(yào)在闆子(zǐ)的(de)上(shàng)頭壓上(shàng)「防☆✘¥♥闆彎治具」，因為(wèi)一(yī)般物(wù)體(tǐ)從(cóng)高(gāo)•π€熱(rè)狀态到(dào)冷(lěng)卻的(de)過程反而容易吸收水(shuǐ)氣♠，但(dàn)是(shì)快(kuài)速冷(lěn£σ"≥g)卻又(yòu)可(kě)能(néng)引起闆彎，這(zhè)要(yào)取≤×得(de)一(yī)個(gè)平衡。
PCB烘烤的(de)缺點及需要(yào)考慮的(de)×δ事(shì)項
1、烘烤會(huì)加速PCB表面鍍層的(de)氧化(huà)，而且越高(gā•☆✘o)溫度烘烤越久越不(bù)利。
2、不(bù)建議(yì)對(duì)OSP表面±×¶Ω處理(lǐ)的(de)闆子(zǐ)做(zuò)高(gā¶→↔o)溫烘烤，因為(wèi)OSP薄膜會(huì)因為(wèi)高(gā§§₽o)溫而降解或失效。如(rú)果不(bù)得(de)不(bù)做(zuò)烘烤，建議(yì)使用(yòng★Ω£)105±5℃的(de)溫度烘烤，不(bù)得(de)超過2個(gè±★)小(xiǎo)時(shí)，烘烤後建議(yì)24小(xiǎo)時(s✘&hí)內(nèi)用(yòng)完。
3、烘烤可(kě)能(néng)對(duì)IMC生(shēng)成産生(shēng)φ→影(yǐng)響，尤其是(shì)對(duì ≈)HASL(噴錫)、ImSn(化(huà)學錫、浸鍍錫)表面處理(lǐ)的(de)闆子(z≠λǐ)，因為(wèi)其IMC層(銅錫化(huà)合物(wù))其¥ελ實早在PCB階段就(jiù)已經生(shēn• →♣g)成，也(yě)就(jiù)是(shì)在PCB焊錫♣αα₹前已生(shēng)成，烘烤反而會(huì)增加λπ這(zhè)層已生(shēng)成IMC的(de)厚度≥€，造成信賴性問(wèn)題。
上(shàng)一(yī)個(gè)
2021年(nián)PCB産業(yè)前景
下(xià)一(yī)篇
新基建帶動中國(guó)PCB行(xíng)業(yè)高(gāo)速發展
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