PCB Tecnico - Rimozione dell'umidità e riduzione dello stress prima della saldatura PCB

Domanda: La scheda PCB nuda può essere estratta dal forno immediatamente dopo essere stata asciugata a 150 gradi Celsius?

Risposta: No! Deve essere raffreddato lentamente e può essere tolto dopo che la temperatura scende sotto i 60°C! Questo perché il PCB viene cotto ad alta temperatura, soprattutto dopo che la temperatura di cottura si avvicina o supera la temperatura di transizione del vetro (Tg) del substrato, la resina nel substrato è in uno stato altamente morbido ed elastico. In questo momento, se viene utilizzato un raffreddamento rapido, tra i substrati isolanti del panno di vetro epossidico con e senza circuiti di lamina di rame (o circuito interno del nucleo della scheda), la velocità di raffreddamento sperimentata avrà una grande differenza. Questa differenza di velocità di raffreddamento farà sì che la resina che è stata ammorbidita durante il processo di cottura non sia coerente con la velocità di raffreddamento e indurimento della parte con e senza foglio di rame, formando così stress locale. Maggiore è la differenza di temperatura tra la temperatura del forno e la temperatura ambiente quando viene presa la tavola, maggiore è lo stress causato dalla differenza di velocità di raffreddamento e più gravi sono le conseguenze di deformazione della superficie della tavola!

Per parlare di un esempio, una volta c'era una società di PCB. Dopo che il reparto di produzione ha utilizzato una temperatura di 150 ° C per le schede PCB che erano state conservate per un lungo periodo di tempo, alcune schede sono state deformate. Nell'analizzare le ragioni, c'è stato un disaccordo con l'ispezione della fabbrica.

Suggerisco di prendere le scorte dello stesso tipo di tavola, spessore del pannello, dimensioni e condizioni di conservazione simili e tempo, e di nuovo utilizzare la temperatura di 150 gradi Celsius per il trattamento pre-saldatura del pannello di essiccazione dell'umidità, quindi estrarlo immediatamente dal forno e metterlo in forno. La temperatura ambiente è di circa 27 gradi Celsius o giù di lì sulla piattaforma. Dopo che la scheda è completamente raffreddata, il guasto di deformazione della scheda può essere riprodotto.

Nell'articolo precedente, abbiamo brevemente affermato che lo scarico del PCB deve utilizzare un aumento graduale della temperatura lento (aumento della temperatura gradiente), piuttosto che un rapido aumento della temperatura. Questo non è solo per rispettare le caratteristiche di rilascio della resina epossidica alle molecole d'acqua, ma, soprattutto, per evitare la deformazione del PCB causata dal riscaldamento rapido. Allo stesso modo, dopo che la piastra di essiccazione è esaurita, la temperatura della scheda deve essere ridotta lentamente (raffreddamento a gradiente) per evitare il "raffreddamento rapido" che forma stress locale all'interno del substrato PCB, che causerà la scheda a deformarsi.

Per quanto riguarda la rimozione dell'umidità, non raccomandiamo di aumentare la temperatura della teglia alla temperatura di transizione del vetro (Tg) del substrato o sopra 125°C, a meno che non sia necessario rimuovere lo stress residuo nella tavola durante il processo di rimozione dell'umidità.

Generalmente, la temperatura della teglia di sollievo dallo stress deve essere elevata alla temperatura Tg del substrato (come il laminato del panno di vetro epossidico) più 20°C o più, e il riscaldamento gradiente (con una piattaforma a temperatura costante) e la pendenza (°C/min) devono essere rigorosamente implementati) Specifiche operative per il raffreddamento (non è necessario impostare una piattaforma a temperatura costante). Se la scheda ha una leggera deformazione e deve essere livellata durante il processo di essiccazione per alleviare lo stress, la scheda deve anche essere posizionata piatta e pressata, o pressata con strumenti di bloccaggio. Ovviamente, il cartoncino "stress-relief" completa anche il cartoncino di asciugatura "rimozione dell'umidità" allo stesso tempo.

Di solito, chiamiamo il substrato del cartone stampato con Tgâ ¢ 130 gradi Celsius come bordo basso Tg; Chiamiamo il substrato stampato del bordo con Tg=150 gradi Celsius±20 gradi Celsius come bordo medio di Tg; Il materiale è chiamato bordo Tg alto.

Indipendentemente dal tipo di cartone stampato con valore Tg, al di sotto della sua temperatura Tg, poiché la resina epossidica di base mantiene sempre uno stato duro e rigido, la probabilità di formare tensioni interne locali durante il raffreddamento è molto bassa e la scheda si deforma Le probabilità sono molto basse.

Le schede ad alto Tg non solo hanno un basso assorbimento d'acqua, ma hanno anche un basso tasso di espansione termica e contrazione (CTE). Questo è il motivo per cui le schede stampate ad alta densità (HDI) come le schede per telefoni cellulari e le schede stampate per l'imballaggio di chip (COB) dovrebbero utilizzare substrati ad alto Tg e le schede ad alto Tg sono raramente necessarie per rimuovere l'umidità prima della saldatura. uno. Naturalmente, a causa del breve ciclo di produzione dei telefoni cellulari, in circostanze normali, la scheda PCB dalla fabbrica al completamento della saldatura, la maggior parte di loro sono entro decine di ore e la possibilità di "assorbimento dell'umidità" è quasi trascurabile.