發(fā)布日期:2022-12-06 10:36:51 | 關(guān)注:1367
PCB高頻板烘烤的主要目的是去除PCB高頻板中含有的或從外界吸收的水分和濕氣,因?yàn)橛行㏄CB高頻板材料容易形成水分子。
另外,PCB高頻板生產(chǎn)出來(lái)放置一段時(shí)間后,也有機(jī)會(huì)吸收環(huán)境中的水分,水是導(dǎo)致PCB高頻板爆米花分層的主要?dú)⑹种?。因?yàn)楫?dāng)PCB高頻板放置在溫度超過(guò)100℃的環(huán)境中,如回流焊爐、波峰焊爐、熱風(fēng)整平或手工焊接時(shí),水會(huì)變成水蒸氣,然后體積會(huì)迅速膨脹。
PCB高頻板受熱越快,水蒸氣膨脹越快。溫度越高,水蒸氣的體積越大。當(dāng)水蒸氣無(wú)法立即從PCB高頻板中逸出時(shí),很有可能會(huì)使PCB高頻板膨脹。
尤其是PCB高頻板的Z方向最脆弱。有時(shí),PCB高頻板層間的過(guò)孔可能會(huì)斷開(kāi),有時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致PCB高頻板層間分離。更嚴(yán)重的是,連PCB高頻板的外觀都可以看到有氣泡、膨脹、爆板等現(xiàn)象。
有時(shí)候,即使在PCB高頻板的外觀上看不到上述現(xiàn)象,實(shí)際上也有內(nèi)傷,久而久之會(huì)導(dǎo)致電器產(chǎn)品功能不穩(wěn)定或CAF等問(wèn)題,最終導(dǎo)致產(chǎn)品失效。
PCB高頻板板爆炸的真正原因分析及預(yù)防措施
其實(shí)PCB高頻板的烘焙過(guò)程還是挺麻煩的。烘烤時(shí),必須將原封裝拆下后才能放入烤箱,然后在100℃以上的溫度下烘烤,但溫度不能太高,以免烘烤時(shí)水蒸氣過(guò)度膨脹,造成PCB高頻板爆炸。
一般工業(yè)上PCB高頻板的烘烤溫度大多設(shè)定在120±5℃,以保證水汽能真正從PCB高頻板板體中排除,然后在SMT線(xiàn)上打孔,在回流焊爐中焊接。
烘烤時(shí)間因PCB高頻板板的厚度和尺寸而異,對(duì)于較薄或較大的PCB高頻板板,烘烤后需要用較重的重物壓板。這是為了減少或避免烘烤后冷卻過(guò)程中應(yīng)力釋放導(dǎo)致PCB高頻板彎曲變形的悲劇。
因?yàn)镻CB高頻板一旦變形彎曲,在SMT上印刷焊膏時(shí)就會(huì)出現(xiàn)偏差或厚薄不均的問(wèn)題,導(dǎo)致后續(xù)回流焊出現(xiàn)大量短路或虛焊等缺陷。
PCB高頻板烘烤條件的設(shè)置
目前業(yè)界對(duì)PCB高頻板烘烤的條件和時(shí)間一般設(shè)定如下:
1.PCB高頻板應(yīng)在制造日期的2個(gè)月內(nèi)密封好。開(kāi)箱后,應(yīng)放置在溫度和濕度受控的環(huán)境中(≦30℃/60%RH,根據(jù)IPC-1601)5天以上,并在上線(xiàn)前在120±5℃下烘烤1小時(shí)。
2.PCB高頻板板應(yīng)存放超過(guò)生產(chǎn)日期2~6個(gè)月,上線(xiàn)前應(yīng)在120±5℃烘烤2小時(shí)。
3.PCB高頻板應(yīng)在超過(guò)生產(chǎn)日期后存放6~12個(gè)月,上線(xiàn)前應(yīng)在120±5℃烘烤4小時(shí)。
4.基本不建議使用超過(guò)生產(chǎn)日期存放12個(gè)月以上的PCB高頻板,因?yàn)槎鄬影宓母街?huì)隨著時(shí)間老化,未來(lái)可能會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品功能不穩(wěn)定等質(zhì)量問(wèn)題,增加市場(chǎng)修復(fù)的概率。而且生產(chǎn)過(guò)程中存在爆板、耗錫不良等風(fēng)險(xiǎn)。如果非要用,建議120±5℃烘烤6小時(shí)。生產(chǎn)前,試印大量錫膏,投入幾片生產(chǎn),確保沒(méi)有焊接問(wèn)題。不建議使用存放過(guò)久的PCB高頻板的另一個(gè)原因是,隨著時(shí)間的推移,其表面處理會(huì)逐漸失效。就ENIG而言,該行業(yè)的保質(zhì)期為12個(gè)月。過(guò)了這個(gè)時(shí)效期,就看它的金礦層厚度了。如果厚度較薄,其鎳層可能會(huì)出現(xiàn)在金沉積物中,并因擴(kuò)散而形成氧化,影響可靠性。你不應(yīng)該粗心大意。
5.所有烘烤過(guò)的PCB高頻板必須在5天內(nèi)使用,未處理的PCB高頻板必須在120±5℃下再烘烤一個(gè)小時(shí)才能上線(xiàn)。
印刷電路板烘烤時(shí)的堆疊方法
1.烘烤大尺寸PCB高頻板時(shí),應(yīng)放平堆放。建議堆疊的PCB高頻板最多不超過(guò)30個(gè)。烘烤完成后,應(yīng)打開(kāi)烤箱取出PCB高頻板板,讓其冷卻平整。烘烤后,應(yīng)按壓防彎曲夾具。大PCB高頻板不建議豎著烤,容易彎曲。
2.烘烤中小型PCB高頻板板時(shí),可以橫放疊放。堆疊PCB高頻板的最大數(shù)量建議不超過(guò)40,也可以是垂直的,數(shù)量不限。烘烤完成后,10分鐘內(nèi)要打開(kāi)烤箱,取出PCB高頻板板,水平放置降溫。烘烤后,應(yīng)按壓防彎曲夾具。
PCB高頻板烘烤中的注意事項(xiàng)
1.烘烤溫度不能超過(guò)PCB高頻板的Tg點(diǎn),一般要求不能超過(guò)125℃。早期一些含鉛多氯聯(lián)苯的Tg點(diǎn)比較低,現(xiàn)在無(wú)鉛多氯聯(lián)苯的Tg大多在150℃以上。
2.烘烤過(guò)的PCB高頻板應(yīng)盡快用完。如果沒(méi)有用完,應(yīng)盡快再次真空包裝。如果暴露在車(chē)間太久,必須重新烘烤。
3.記得在烘箱內(nèi)安裝排氣干燥設(shè)備,否則烘烤后的水蒸氣會(huì)殘留在烘箱內(nèi)增加其相對(duì)濕度,對(duì)PCB高頻板除濕不利。
4.從質(zhì)量上看,使用的PCB高頻板焊料越新鮮,質(zhì)量會(huì)越好。即使過(guò)期的PCB高頻板在使用前經(jīng)過(guò)烘烤,仍然會(huì)存在一定的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。
關(guān)于PCB高頻板烘烤的建議
1.PCB高頻板是否需要烘烤取決于它的包裝是否潮濕,也就是說(shuō),它的真空包裝中的HIC(濕度指示卡)是否已經(jīng)顯示潮濕。包裝好的話(huà),HIC如果不注明潮濕,其實(shí)可以不烤就上線(xiàn)。
2.在烘烤PCB高頻板板時(shí),建議采用間隔式“立式”烘烤,因?yàn)檫@樣可以達(dá)到熱風(fēng)對(duì)流的最大效果,水分更容易被烘烤出PCB高頻板板。但對(duì)于大尺寸PCB高頻板,可能需要考慮立式是否會(huì)造成彎曲變形。
3.建議PCB高頻板在105±5℃的溫度下烘烤,因?yàn)樗姆悬c(diǎn)是100℃。只要超過(guò)沸點(diǎn),水就會(huì)變成水蒸氣。因?yàn)镻CB高頻板不含太多水分子,所以不需要太高的溫度來(lái)增加其氣化速度。溫度過(guò)高或氣化速度過(guò)快,水蒸氣會(huì)迅速膨脹,實(shí)際上對(duì)品質(zhì)是不利的。尤其是多層板和有埋孔的PCB高頻板,105℃剛好在水的沸點(diǎn)以上,溫度不會(huì)太高,可以除濕,降低氧化的風(fēng)險(xiǎn)。此外,烤箱溫度控制能力也有了很大提高。
4.PCB高頻板烤好后,建議放在干燥的地方,迅速冷卻。最好在板材頂部壓一個(gè)“防板材彎曲夾具”,因?yàn)橐话阄矬w從高溫到冷卻的過(guò)程中容易吸潮,但快速冷卻可能會(huì)造成板材彎曲,這就需要一個(gè)平衡。
PCB高頻板烘烤的缺點(diǎn)及應(yīng)考慮的問(wèn)題
1.烘烤會(huì)加速PCB高頻板表面涂層的氧化,溫度越高,烘烤時(shí)間越長(zhǎng),越不利。
2.不建議在高溫下烘烤OSP表面處理過(guò)的高頻電路板,因?yàn)镺SP膜會(huì)因高溫而降解或失效。如果一定要烤,建議105±5℃烤不超過(guò)2小時(shí)。建議烘焙后24小時(shí)內(nèi)用完。
3.烘烤可能會(huì)對(duì)IMC的產(chǎn)生產(chǎn)生影響,尤其是經(jīng)過(guò)HASL(噴錫)和ImSn(化學(xué)錫、浸錫)表面處理的電路板,因?yàn)槠銲MC層(銅錫化合物)其實(shí)早在PCB高頻板階段,也就是PCB高頻板焊接之前就已經(jīng)產(chǎn)生了。相反,烘烤將增加這種生成的IMC層的厚度,導(dǎo)致可靠性問(wèn)題。