PCB科技 - 為什麼PCB需要在SMT或爐前烘烤？

PCB烘焙的主要目的是除濕和去除水分，並去除PCB中所含或從外部吸收的水分，因為PCB中使用的一些資料本身容易形成水分子。

此外，電路板在生產和放置一段時間後，有機會吸收環境中的水分，而水是pwb板爆裂或分層的主要殺手之一。

因為當PCB板被放置在溫度超過100°C的環境中時，如回流爐、波峰焊爐、熱風整平或手工焊接，水會變成水蒸氣，然後迅速膨脹其體積。

當加熱PCB的速度更快時，水蒸氣會膨脹得更快； 溫度越高，水蒸氣的體積越大； 當水蒸氣不能立即從印刷電路板中逸出時，有很好的機會使印刷電路板基板膨脹。

特別地，PWB的Z方向是最脆弱的。 有時PCB基板各層之間的過孔可能會斷裂，有時可能會導致pwb板各層分離，甚至在更嚴重的情况下可以看到pwb的外觀。 起泡、膨脹、爆裂等現象。

有時，即使PCB表面看不到上述現象，它實際上已經受到了內部傷害。 隨著時間的推移，它會導致電力產品的功能不穩定，或者會出現CAF等問題，最終導致產品失效。

PCB爆炸的真實原因分析及預防對策

PCB的烘焙過程實際上相當麻煩。 在烘焙過程中，必須先去除原包裝才能放入烤箱，然後溫度必須在100攝氏度以上才能進行烘焙，但溫度不能太高，以避免烘焙期。 水蒸氣的過度膨脹實際上會使印刷線路板爆裂。

通常，行業中的PCB烘焙溫度大多設定在120±5攝氏度，以確保在將PCB本體焊接到SMT線上到回流爐之前，能够真正消除PCB本體的水分。

烘烤時間隨PCB的厚度和尺寸而變化。 對於較薄或較大的電路板，烘焙後必須用重物按壓電路板。 這是為了减少或避免PCB板在烘烤後冷卻過程中因應力釋放而發生彎曲變形的悲劇。

因為pwb板一旦變形彎曲，在SMT中列印焊膏時會出現偏移或厚度不均勻的問題，這會在隨後的回流過程中造成大量的焊料短路或空焊缺陷。

PCB烘烤條件設定

現時，業內普遍將PWB板材烘焙的條件和時間設定如下：

1.自生產之日起2個月內密封良好。 開箱後，將其放置在溫度和濕度受控的環境中（根據IPC-1601，30攝氏度/60%RH）5天以上。 在120±5攝氏度下烘烤1小時。

2.在生產日期後儲存2到6個月，必須在120±5°C下烘烤2小時才能上線。

3.在生產日期後儲存6-12個月，必須在120±5°C下烘烤4小時才能上線。

4.從生產日期起儲存超過12個月，基本上不建議使用，因為多層板的附著力會隨著時間的推移而老化，未來可能會出現產品功能不穩定等品質問題，這將新增維修市場。 此外，在生產過程中也存在板爆裂和吃錫不良的風險。 如果你必須使用它，建議在120±5°C下烘烤6小時。 在大規模生產之前，首先嘗試列印幾片焊膏，並確保在繼續生產之前沒有可焊性問題。

另一個原因是，不建議使用儲存時間過長的印刷電路板，因為隨著時間的推移，它們的表面處理會逐漸失效。 對於ENIG來說，該行業的保質期為12個月。 厚度取決於厚度。 如果厚度較薄，鎳層可能會由於擴散效應而出現在金層上，並形成氧化，從而影響可靠性，囙此不必小心。

5.所有經過烘焙的PCB必須在5天內使用，未經處理的印刷電路板必須在120±5°C下再烘焙1小時才能上線。

PCB烘烤過程中的堆疊方法

1.烘烤大尺寸PCB板時，應採用水准堆疊管道。 建議堆疊的最大數量不應超過30件。 烘烤完成後，需要在10分鐘內打開烤箱，取出PWB板並將其平放冷卻。烘烤後按下。 防彎曲固定裝置。 大尺寸的電路板不建議用於垂直烘焙，因為它們很容易彎曲。

2.中小型pcb板在烘烤時，可以水准放置並堆疊。 堆疊的最大數量不應超過40件，也可以是直立的，數量不受限制。 您需要在烘焙完成後的10分鐘內打開烤箱並取出PCB。 讓它冷卻，並在烘焙後按下防彎曲夾具。

PCB烘烤時的注意事項

1.烘烤溫度不應超過印刷電路板的Tg點，一般要求不應超過125°C。 早期，一些含鉛PCB的Tg點相對較低，現在無鉛PCB的Tg大多在150°C以上。

2.烘烤後的PWB應儘快用完。 如果沒有用完，應該儘快用真空包裝。 如果暴露在車間的時間過長，則必須重新烘焙。

3.記得在烤箱中安裝通風乾燥設備，否則蒸汽會留在烤箱中，新增其相對濕度，不利於PCB除濕。

4.從質量的角度來看，使用的PWB焊料越新鮮，烘箱後的質量越好。 過期的pwb板即使經過烘烤後使用，仍會有一定的質量風險。

電路板烘烤的建議

1.建議使用105±5攝氏度的溫度來烘焙PCB，因為水的沸點是100攝氏度，只要超過它的沸點，水就會變成蒸汽。 因為PCB不包含太多的水分子，所以它不需要太高的溫度來新增其蒸發速率。

如果溫度過高或氣化速度過快，很容易導致水蒸氣快速膨脹，這實際上對質量不好，尤其是多層板和有埋孔的PCB。 105攝氏度剛好高於水的沸點，溫度不會太高。 可以除濕並降低氧化的風險。 此外，現時的烤箱控制溫度的能力已經提高了很多。

2.PCB是否需要烘烤取決於其包裝是否潮濕，即觀察真空包裝中的HIC（濕度訓示卡）是否顯示潮濕。 如果包裝良好，HIC並不表示水分實際上是。它可以直接放在生產線上，而無需烘焙。

3.PCB烘烤時，建議使用“直立”和間隔式烘烤，因為這樣可以達到熱空氣對流的最大效果，而且更容易將濕氣烤出PCB。 然而，對於大尺寸的PCB，可能需要考慮垂直型是否會導致板的彎曲和變形。

4.PCB烤好後，建議將其放置在乾燥的地方，讓其快速冷卻。 最好將“防彎曲夾具”壓在板的頂部，因為一般物體在從高熱狀態到冷卻過程中很容易吸收水蒸氣。 然而，快速冷卻可能會導致板材彎曲，這需要平衡。