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PCB焊前排潮和去應力烘板相關(guān)問題

發(fā)布時間 :2020-06-08 14:42 閱讀 : 來源 :技術(shù)文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA加工部

深圳宏力捷專業(yè)提供整體PCBA電子制造服務，包含上游電子元器件采購到PCB生產(chǎn)加工、SMT貼片、DIP插件、PCBA測試、成品組裝等一站式服務。接下來為大家介紹PCB焊前排潮和去應力烘板相關(guān)問題。

PCB焊前排潮和去應力烘板相關(guān)問題

提問：PCB裸板經(jīng)150℃烘板排潮后，能否立即從烘箱中取出呢？

回答：不行！必須采用緩慢降溫，待溫度降至60℃以下后，方可取出！這是因為，PCB經(jīng)過高溫烘烤，特別是烘烤溫度接近或超過基材的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）后，基材中的樹脂處高度柔軟的彈性狀態(tài)，此時，如果采用急速冷卻，板面有、無銅箔電路（或板芯內(nèi)層電路）的環(huán)氧玻璃布絕緣基材之間，經(jīng)歷的降溫速度就會產(chǎn)生較大的差異。這種降溫速度差，會使烘烤過程中已經(jīng)軟化了的樹脂，在有和無銅箔部位的冷卻硬化速度不一致，從而形成局部應力。取板操作時烘箱溫度與室溫之間的溫差越大，降溫速度差異導致的這種應力也會越大，板面翹曲的后果也越嚴重！

要說實例，曾經(jīng)有個公司，因生產(chǎn)部門對存放超期的PCB板用150℃的溫度條件作了焊前排潮烘板處理后，部分板子發(fā)生翹曲。在分析原因時，與入廠檢驗發(fā)生了意見分歧。我建議他們調(diào)取庫存同種板型、板厚、相似尺寸及存貯條件和時間的板子，再次用150℃的溫度條件作了焊前排潮烘板處理，然后立即從烘箱中取出放置于室溫約27℃左右的平臺上。待板子完全冷卻后，板子翹曲的故障得以復現(xiàn)。

前期我們曾撰文簡述過，PCB的排潮需要釆用階梯式緩慢升溫（梯度升溫），而不是急速升溫。這不僅僅是為了順應環(huán)氧樹脂對水分子的釋放特性，更重要的是為了避免急速升溫造成PCB翹曲。同樣，經(jīng)過烘板排潮完畢以后，板子的降溫也必須釆用緩慢降溫（斜度降溫）的方式，以避免“急冷”在PCB基材內(nèi)部形成局部應力，從而導致板子翹曲。

僅就排除潮氣而言，我們不主張把烘板的溫度提升到基板的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度（Tg）或125℃以上，除非需要在排潮烘板的過程中，同時去除板子內(nèi)的殘余應力。

通常，去應力烘板必須將溫度提升到基板（例如環(huán)氧玻璃布層壓板）的Tg溫度再加20℃以上的范圍內(nèi)，并嚴格執(zhí)行梯度升溫（有恒溫平臺）和斜度（℃/min）降溫（不需要設(shè)置恒溫平臺）的操作規(guī)范。如果板子有輕度翹曲需要在去應力烘板過程中加以校平，還必須對板子作平放加壓，或使用夾持工裝壓緊。顯然，“去應力”烘板，也同時就完成了“排潮”烘板。

通常，我們把Tg≤130℃的印制板基材稱作低Tg板；把Tg=150℃±20℃的印制板基材稱作中Tg板；把Tg≥170℃的印制板基材稱作高Tg板。

無論何種類型Tg值的印制板，在其Tg溫度以下，由于基材環(huán)氧樹脂始終保持著堅硬的剛性狀態(tài)，因而冷卻時形成局部內(nèi)生應力的幾率很低，其板子發(fā)生翹曲的幾率也就很低。

高Tg板子不僅吸水率低，而且熱膨脹收縮率（CTE）幾率也很低。這也正是為什么手機板等高密度印制板（HDI），和芯片封裝用印制板（COB）要選用高Tg基材，及高Tg板焊接前很少需要烘板排潮的原因之一。當然，由于手機生產(chǎn)周期短，一般情況下PCB從出廠到完成焊裝，大多都在幾十個小時以內(nèi)，“吸潮”的可能性幾乎可以忽略不計。