Công nghệ PCB - Tại sao PCB cần được nướng trước SMT hoặc lò?

Mục đích chính của nướng PCB là hút ẩm và loại bỏ độ ẩm và loại bỏ độ ẩm có trong PCB hoặc hấp thụ từ bên ngoài, vì một số vật liệu được sử dụng trong PCB dễ dàng hình thành các phân tử nước.

Ngoài ra, bảng mạch có cơ hội hấp thụ độ ẩm từ môi trường sau khi được sản xuất và đặt trong một thời gian, và nước là một trong những kẻ giết người chính của pwb board popping hoặc lớp.

Bởi vì khi bảng PCB được đặt trong môi trường có nhiệt độ trên 100 ° C, chẳng hạn như lò reflow, lò hàn sóng, san lấp không khí nóng hoặc hàn bằng tay, nước trở thành hơi nước và sau đó nhanh chóng mở rộng thể tích của nó.

Khi tốc độ làm nóng PCB nhanh hơn, hơi nước sẽ giãn nở nhanh hơn; Nhiệt độ càng cao, khối lượng hơi nước càng lớn; Khi hơi nước không thể thoát ra khỏi bảng mạch in ngay lập tức, có một cơ hội tốt để mở rộng bề mặt bảng mạch in.

Đặc biệt, hướng Z của PWB là dễ bị tổn thương nhất. Đôi khi các lỗ thủng giữa các lớp của chất nền PCB có thể bị phá vỡ, đôi khi có thể gây ra sự tách biệt giữa các lớp của bảng pwb và thậm chí trong trường hợp nghiêm trọng hơn, sự xuất hiện của pwb có thể được nhìn thấy. Bong bóng, mở rộng, nổ và các hiện tượng khác.

Đôi khi, ngay cả khi bề mặt PCB không nhìn thấy hiện tượng trên, nó thực sự đã bị tổn thương bên trong. Theo thời gian, nó có thể dẫn đến chức năng không ổn định của các sản phẩm điện hoặc các vấn đề như CAF, cuối cùng dẫn đến thất bại của sản phẩm.

Phân tích nguyên nhân thực sự của vụ nổ PCB và các biện pháp phòng ngừa

Quá trình nướng PCB thực sự khá rắc rối. Trong quá trình nướng, bao bì ban đầu phải được loại bỏ trước khi đưa vào lò nướng, sau đó nhiệt độ phải trên 100 độ C để nướng, nhưng nhiệt độ không thể quá cao để tránh thời gian nướng. Sự giãn nở quá mức của hơi nước thực sự có thể làm nổ bảng in.

Thông thường, nhiệt độ nướng PCB trong ngành chủ yếu được đặt ở 120 ± 5 độ C để đảm bảo độ ẩm của cơ thể PCB thực sự có thể được loại bỏ trước khi hàn vào dây chuyền SMT đến lò phản hồi.

Thời gian nướng thay đổi theo độ dày và kích thước của PCB. Đối với bảng mỏng hơn hoặc lớn hơn, bảng phải được nhấn bằng vật nặng sau khi nướng. Điều này là để giảm hoặc tránh bi kịch của biến dạng cong của bảng PCB do giải phóng căng thẳng trong quá trình làm mát sau khi nướng.

Bởi vì một khi tấm pwb bị biến dạng và uốn cong, có vấn đề với bù đắp hoặc độ dày không đồng đều khi in dán hàn trong SMT, điều này có thể gây ra một số lượng lớn các khuyết tật hàn hoặc hàn rỗng trong quá trình hồi lưu sau đó.

Thiết lập điều kiện nướng PCB

Hiện nay, ngành công nghiệp thường đặt điều kiện và thời gian nướng tấm PWB như sau:

1. niêm phong tốt trong vòng 2 tháng kể từ ngày sản xuất. Sau khi mở hộp, đặt nó trong môi trường kiểm soát nhiệt độ và độ ẩm (30 độ C/60% RH theo IPC-1601) trong hơn 5 ngày. Nướng ở 120 ± 5 độ C trong 1 giờ.

2. Lưu trữ từ 2 đến 6 tháng sau ngày sản xuất, phải nướng ở 120 ± 5 ° C trong 2 giờ để đi vào hoạt động.

3. Bảo quản 6-12 tháng sau ngày sản xuất, phải nướng ở 120 ± 5 ° C trong 4 giờ để đi vào hoạt động.

4. Lưu trữ hơn 12 tháng kể từ ngày sản xuất, về cơ bản không nên sử dụng, vì độ bám dính của tấm nhiều lớp sẽ già đi theo thời gian, và các vấn đề chất lượng như chức năng sản phẩm không ổn định có thể xảy ra trong tương lai, điều này sẽ làm tăng thị trường sửa chữa. Ngoài ra, trong quá trình sản xuất cũng có nguy cơ vỡ đĩa và ăn thiếc kém. Nếu bạn phải sử dụng nó, nó được khuyến khích để nướng ở 120 ± 5 ° C trong 6 giờ. Trước khi sản xuất hàng loạt, hãy thử in một vài miếng dán hàn đầu tiên và đảm bảo không có vấn đề về khả năng hàn trước khi tiếp tục sản xuất.

Một lý do khác là không nên sử dụng bảng mạch in với thời gian lưu trữ quá dài, vì việc xử lý bề mặt của chúng sẽ dần dần thất bại theo thời gian. Đối với ENIG, thời hạn sử dụng của ngành là 12 tháng. Độ dày phụ thuộc vào độ dày. Nếu độ dày mỏng, lớp niken có thể xuất hiện trên lớp vàng do hiệu ứng khuếch tán và quá trình oxy hóa hình thành ảnh hưởng đến độ tin cậy, do đó không cần phải cẩn thận.

5. Tất cả các PCB nướng phải được sử dụng trong vòng 5 ngày và bảng mạch in không được xử lý phải được nướng thêm 1 giờ nữa ở 120 ± 5 ° C để trực tuyến.

Phương pháp xếp chồng trong quá trình nướng PCB

1. Khi nướng bảng PCB kích thước lớn, nên áp dụng phương pháp xếp chồng ngang. Số lượng tối đa của ngăn xếp được khuyến nghị không được vượt quá 30 miếng. Sau khi nướng xong, cần mở lò trong vòng 10 phút, lấy tấm PWB ra và làm mát nó bằng phẳng. Nhấn sau khi nướng. Đồ đạc chống uốn cong. Các bảng có kích thước lớn không được khuyến khích để nướng theo chiều dọc vì chúng dễ uốn cong.

2. Tấm pcb vừa và nhỏ có thể được đặt theo chiều ngang và xếp chồng lên nhau khi nướng. Số lượng tối đa của ngăn xếp không được vượt quá 40 miếng hoặc có thể đứng thẳng với số lượng không giới hạn. Bạn cần bật lò nướng và lấy PCB ra trong vòng 10 phút sau khi nướng xong. Để nguội và nhấn kẹp chống uốn sau khi nướng.

Cân nhắc khi nướng PCB

1. Nhiệt độ nướng không được vượt quá điểm Tg của bảng mạch in, yêu cầu chung không được vượt quá 125 ° C. Trong những ngày đầu, một số PCB chì có điểm Tg tương đối thấp, và ngày nay hầu hết các PCB không chì có Tg trên 150 ° C.

2. PWB sau khi nướng nên được sử dụng càng sớm càng tốt. Nếu không dùng hết, nên nhanh chóng dùng chân không đóng gói. Nếu tiếp xúc với xưởng quá lâu, nó phải được nướng lại.

3. Hãy nhớ cài đặt thiết bị sấy thông gió trong lò, nếu không hơi nước sẽ vẫn còn trong lò, tăng độ ẩm tương đối của nó, không tốt cho việc hút ẩm PCB.

4. Từ quan điểm chất lượng, hàn PWB được sử dụng càng tươi, chất lượng sau lò càng tốt. Các tấm pwb hết hạn vẫn có một số rủi ro về chất lượng ngay cả khi được sử dụng sau khi nướng.

Đề xuất nướng bảng mạch

1. Nhiệt độ 105 ± 5 độ C được khuyến khích để nướng PCB, vì điểm sôi của nước là 100 độ C, miễn là nó vượt quá điểm sôi của nó, nước sẽ trở thành hơi nước. Bởi vì PCB không chứa nhiều phân tử nước, nó không cần nhiệt độ quá cao để tăng tốc độ bay hơi của nó.

Nếu nhiệt độ quá cao hoặc khí hóa quá nhanh, nó có thể dễ dàng dẫn đến sự giãn nở nhanh chóng của hơi nước, điều này thực sự không tốt cho chất lượng, đặc biệt là các tấm nhiều lớp và PCB có lỗ chôn. 105 độ C chỉ cao hơn điểm sôi của nước và nhiệt độ không quá cao. Nó có thể hút ẩm và giảm nguy cơ oxy hóa. Ngoài ra, khả năng kiểm soát nhiệt độ lò nướng hiện tại đã được cải thiện rất nhiều.

2. Cho dù PCB cần nướng phụ thuộc vào bao bì của nó ẩm ướt, tức là quan sát xem HIC (thẻ chỉ báo độ ẩm) trong bao bì chân không cho thấy độ ẩm. Nếu được đóng gói tốt, HIC không có nghĩa là độ ẩm thực sự là. Nó có thể được đặt trực tiếp trên dây chuyền sản xuất mà không cần nướng.

3. Khi nướng PCB, nên sử dụng nướng "thẳng đứng" và cách quãng, vì điều này có thể đạt được hiệu quả tối đa của đối lưu không khí nóng và cũng dễ dàng hơn để nướng độ ẩm ra khỏi PCB. Tuy nhiên, đối với PCB kích thước lớn, có thể cần phải xem xét liệu loại dọc có gây ra sự uốn cong và biến dạng của bảng hay không.

4. Sau khi nướng PCB, bạn nên đặt nó ở nơi khô ráo và để nó nguội nhanh. Tốt nhất là ép "kẹp chống uốn" lên trên cùng của tấm, vì các vật thể chung dễ dàng hấp thụ hơi nước trong quá trình từ trạng thái nhiệt cao đến làm mát. Tuy nhiên, làm mát nhanh có thể làm cho tấm cong, đòi hỏi sự cân bằng.