Leiterplattentechnisch - Feuchtigkeitsabtrag und Spannungsentlastung vor dem PCB-Schweißen

Frage: Kann die blanke Leiterplatte sofort nach dem Trocknen bei 150° Celsius aus dem Ofen genommen werden?

Antwort: Nein! Es muss langsam abgekühlt werden, und es kann herausgenommen werden, nachdem die Temperatur unter 60°C fällt! Dies liegt daran, dass PCB bei hoher Temperatur gebacken wird, insbesondere nachdem sich die Backtemperatur der Glasübergangstemperatur (Tg) des Substrats nähert oder überschreitet, ist das Harz im Substrat in einem hochweichen und elastischen Zustand. Zu diesem Zeitpunkt, wenn schnelle Kühlung verwendet wird, zwischen den Epoxidglasgewebe isolierenden Substraten mit und ohne Kupferfolienschaltungen (oder Innenkreis des Leiterplattenkerns) wird die erlebte Kühlrate einen großen Unterschied haben. Dieser Unterschied in der Abkühlgeschwindigkeit führt dazu, dass das während des Backvorgangs aufgeweichte Harz nicht mit der Abkühl- und Härtegeschwindigkeit des Teils mit und ohne Kupferfolie übereinstimmt, wodurch lokale Spannung entsteht. Je größer der Temperaturunterschied zwischen der Ofentemperatur und der Raumtemperatur, wenn das Brett genommen wird, desto größer ist die Belastung, die durch den Unterschied in der Abkühlgeschwindigkeit verursacht wird, und desto schwerwiegender sind die Folgen der Verzerrung der Plattenoberfläche!

Um über ein Beispiel zu sprechen, gab es einmal eine PCB-Firma. Nachdem die Produktionsabteilung für die über einen längeren Zeitraum gelagerten Leiterplatten einen Temperaturzustand von 150°C verwendet hatte, wurden einige der Leiterplatten verzogen. Bei der Analyse der Gründe gab es eine Meinungsverschiedenheit mit der Werksinspektion.

Ich schlage vor, dass sie Vorräte des gleichen Plattentyps, der gleichen Plattendicke, der gleichen Größe und Lagerbedingungen und Zeit nehmen und erneut die Temperatur von 150 Grad Celsius für die Vorbehandlung der Feuchtigkeit verwenden, und dann sofort aus dem Ofen nehmen und in den Ofen legen. Die Raumtemperatur beträgt etwa 27° Celsius oder so auf der Plattform. Nachdem die Platine vollständig abgekühlt ist, kann der Versagen der Platine reproduziert werden.

Im vorherigen Artikel haben wir kurz erklärt, dass der Abgas von PCB eine schrittweise langsame Temperaturerhöhung (Gradiententemperaturerhöhung) anstelle einer schnellen Temperaturerhöhung verwenden muss. Dies ist nicht nur, um die Freigabeeigenschaften von Epoxidharz an Wassermoleküle zu erfüllen, sondern noch wichtiger, um PCB-Verzug durch schnelle Erwärmung zu vermeiden. Ähnlich muss nach Erschöpfung der Trocknungsplatte die Temperatur der Platine langsam reduziert werden (Gradientenkühlung), um zu vermeiden, dass "schnelle Abkühlung" lokale Spannung innerhalb des Leiterplattensubstrats bildet, die dazu führt, dass sich die Platine verzieht.

Was die Entfernung von Feuchtigkeit betrifft, empfehlen wir nicht, die Temperatur des Backbleches auf die Glasübergangstemperatur (Tg) des Substrats oder über 125°C zu erhöhen, es sei denn, es ist notwendig, die Restspannung in der Platte während des Entfernens der Feuchtigkeit zu entfernen.

Im Allgemeinen muss die Temperatur des Spannungsentlastungsbackblechs auf die Tg-Temperatur des Substrats (wie Epoxidglastuchlaminat) plus 20°C oder mehr angehoben werden, und die Gradientenheizung (mit einer konstanten Temperaturplattform) und Neigung (°C/min) müssen strikt umgesetzt werden. Betriebsspezifikationen für die Kühlung (keine Notwendigkeit, eine konstante Temperaturplattform einzustellen). Wenn die Platte leichte Verzüge aufweist und während des spannungsfreien Trocknungsprozesses nivelliert werden muss, muss die Platte ebenfalls flach gelegt und gepresst oder mit Spannwerkzeugen gepresst werden. Selbstverständlich vervollständigt das "stress-relief"-Trockenbrett gleichzeitig auch das "feuchtigkeitsableitende" Trockenbrett.

Normalerweise nennen wir das Bedruckte Pappensubstrat mit Tgâ­130 Grad Celsius als niedrige Tg-Platte; Wir nennen das Leiterplattensubstrat mit Tg=150 Grad Celsius±20 Grad Celsius als mittlere Tg Platte; Das Material wird als High Tg Board bezeichnet.

Unabhängig von der Art der Leiterplatte mit Tg-Wert, unterhalb ihrer Tg-Temperatur, da das Basis-Epoxidharz immer einen harten und starren Zustand beibehält, ist die Wahrscheinlichkeit, lokale interne Spannungen während des Abkühlens zu bilden, sehr gering, und die Leiterplatte verzieht Die Chancen sind sehr gering.

Hohe Tg-Platten haben nicht nur eine geringe Wasseraufnahme, sondern auch eine niedrige thermische Ausdehnungs- und Kontraktionsrate (CTE). Aus diesem Grund sollten High-Density Printing Boards (HDI) wie Mobiltelefon Boards und Printing Boards für Chip Packaging (COB) Substrate mit hohem Tg verwenden, und High-Tg Boards werden selten benötigt, um Feuchtigkeit vor dem Schweißen zu entfernen. eins. Natürlich sind die meisten von ihnen aufgrund des kurzen Produktionszyklus von Mobiltelefonen unter normalen Umständen innerhalb von zehn Stunden, und die Möglichkeit der "Feuchtigkeitsaufnahme" ist fast vernachlässigbar.