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PCB科技

PCB科技 - PCB焊接前的除濕和應力消除

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PCB科技 - PCB焊接前的除濕和應力消除

PCB焊接前的除濕和應力消除

2021-10-30
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Author:Downs

問題:是否可以 裸PCB 在150攝氏度下乾燥後,應立即將板材從烤箱中取出?

回答:不! 必須緩慢冷卻,溫度降至60°C以下後才能取出! 這是因為PCB是在高溫下烘烤的,尤其是在烘烤溫度接近或超過基板的玻璃化轉變溫度(Tg)後,基板中的樹脂處於高度柔軟和彈性狀態。 此時,如果使用快速冷卻,在有銅箔電路和沒有銅箔電路(或板芯內部電路)的環氧玻璃布絕緣基板之間,所經歷的冷卻速度將有很大差异。 冷卻速度的差异將導致在烘烤過程中軟化的樹脂與有銅箔和無銅箔零件的冷卻和硬化速度不一致,從而形成局部應力。 取下電路板時,烘箱溫度和室溫之間的溫差越大,冷卻速度差引起的應力越大,電路板表面翹曲的後果越嚴重!

舉個例子,曾經有一家PCB公司。 在生產部門對儲存了很長時間的PCB板使用150°C的溫度條件後,一些板發生翹曲。 在分析原因時,與工廠檢查不一致。

電路板

我建議他們購買相同類型的股票, 板材厚度, 相似的尺寸、儲存條件和時間, 並再次使用150℃的溫度對預焊板進行潮濕乾燥處理, 然後立即將其從烤箱中取出並放入烤箱中. 平臺上的室溫約為27攝氏度左右. 板完全冷卻後, 可以再現電路板翹曲故障.

在上一篇文章中, we briefly stated that 這個 exhaust of PCB needs to use a stepwise slow temperature increase (gradient temperature increase), 而不是快速升溫. 這不僅符合環氧樹脂對水分子的釋放特性, 但更重要的是, 為了避免 PCB翹曲 由快速加熱引起. 類似地, 乾燥板耗盡後, the temperature of the board must be reduced slowly (gradient cooling) to avoid "quick cooling" forming local stress inside the PCB substrate, 這會導致電路板翹曲.

就去除水分而言,我們不主張將烘烤板的溫度提高到基板的玻璃化轉變溫度(Tg)或125°C以上,除非在去除水分的過程中有必要去除板中的殘餘應力。

通常,應力消除烘烤板的溫度必須提高到基板(如環氧玻璃布層壓板)的Tg溫度加20°C或更高,並且梯度加熱(具有恒溫平臺)和斜率(攝氏度/分鐘)必須嚴格執行)冷卻操作規範(無需設定恒溫平臺)。 如果板材有輕微翹曲,需要在消除應力的乾燥過程中整平,則還必須將板材放平並壓緊,或使用夾緊工具壓緊。 顯然,“應力消除”乾燥板同時也完成了“除濕”乾燥板。

通常,我們將Tg–130℃的印製板基板稱為低Tg板; 我們將Tg=150℃±20℃的印製板基板稱為中間Tg板; 印製板基板的玻璃化溫度為170攝氏度,這種資料稱為高玻璃化溫度板。

無論具有Tg值的印製板類型如何,在其Tg溫度以下,由於基體環氧樹脂始終保持堅硬和剛性狀態,囙此在冷卻過程中形成局部內應力的概率非常低,並且板翹曲的幾率非常低。

高Tg板不僅吸水率低, but also have low thermal expansion and contraction rate (CTE). This is why high-density printed boards (HDI) such as mobile ph一 boards, and printed boards for chip packaging (COB) should use high-Tg substrates, 焊接前很少需要高Tg板去除水分. one. 當然, 由於手機生產週期短, 在正常情况下, the PCB板 從工廠到焊接完成, 大多數都在幾十小時內, “吸濕”的可能性幾乎可以忽略不計.