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PCB為什么要先烘烤才能SMT?

發布時間：2019-07-30 13:24:01 分類：行業新聞

PCB烘烤的主要目的在去濕除潮，除去PCB內含或從外界吸收的水氣，因為有些PCB本身所使用的材質就容易形成水分子，另外，PCB生產出來擺放一段時間后也有機會吸收到環境中的水氣，而「水」則是造成PCB爆板(popcorn)或分層(delamination)的主要兇手之一。

因為當PCB放置于溫度超過100℃的環境下，比如回焊爐、波焊爐、熱風平整或手焊…等制程時，「水」就會變成水蒸氣，然后快速膨脹其體積，當加熱于PCB的速度越快，水蒸氣膨脹也會越快，當溫度越高，則水蒸氣的體積也就越大，當水蒸氣無法即時從PCB內逃逸出來，就很有機會撐脹PCB，尤其PCB的Z方向為脆弱，有些時候可能會將PCB的層與層之間的導通孔(via)拉斷，有時則可能造成PCB的層間分離，更嚴重的連PCB外表都可以看得到起泡、膨龜、爆板等現象，有時候就算PCB外表看不到以上的現象，但其實已經內傷，隨著時間過去反而會造成電器產品的功能不穩定，或發生CAF等問題，終至造成產品失效。

PCB烘烤的程序其實還蠻麻煩的，烘烤時必須將原本的包裝拆除后才能放入烤箱中，然后要用超過100℃的溫度來烘烤，但是溫度又不能太高，免得烘烤期間水蒸氣過度膨脹反而把PCB給撐爆，一般業界對于PCB烘烤的溫度大多設定在120+/-5℃的條件，以確保水氣真的可以從PCB本體內消除后，才能上smt線打板過回焊爐焊接，烘烤時間則隨著PCB的厚度與尺寸大小而有所不同，而且對于比較薄或是尺寸比較大的PCB還得在烘烤后用重物壓著板子，這是為了要降低或避免PCB在烘烤后冷卻期間因為應力釋放而導致PCB彎曲變形的慘劇發生，因為PCB一旦變形彎曲，在smt印刷錫膏時就會出現偏移或是厚薄不均的問題，連帶的會造成后面回焊時大量的焊接短路或是空焊等不良發生。

PCB烘烤的條件設定

目前業界一般對于PCB烘烤的條件與時間設定如下：

1、PCB于制造日期2個月內且密封良好，拆封后放置于有溫度與濕度控制的環境(≦30℃/60%RH，依據IPC-1601)下超過5天者，上線前需以120+/-5℃烘烤1個小時。

2、PCB存放超過制造日期2～6個月，上線前需以120+/-5℃烘烤2個小時。

3、PCB存放超過制造日期6～12個月，上線前需以120+/-5℃烘烤4個小時。

4、PCB存放超過制造日期12個月以上，基本上不建議使用，因為多層板的膠合力可是會隨著時間而老化的，日后可能會發生產品功能不穩等品質問題，增加市場返修的機率，而且生產的過程還有爆板及吃錫不良等風險。如果不得不使用，建議要先以120+/-5℃烘烤6個小時，大量產前先試印錫膏投產幾片確定沒有焊錫性問題才繼續生產。另一個不建議使用存放過久的PCB是因為其表面處理也會隨著時間流逝而漸漸失效，以ENIG來說，業界的保存期限為12個月，過了這個時效，視其沉金層的厚度而定，厚度如果較薄者，其鎳層可能會因為擴散作用而出現在金層并形成氧化，影響信賴度，不可不慎。

5、所有烘烤完成的PCB必須在5天內使用完畢，未加工完畢的PCB上線前必須重新以120+/-5℃再烘烤1個小時。

PCB烘烤時的堆疊方式

1、大尺寸PCB烘烤時，采用平放堆疊式擺放，建議一疊多數量建議不可超過30片，烘烤完成10鐘內需打開烤箱取出PCB并平放使其冷卻，烘烤后需壓防板彎治具。大尺寸PCB不建議直立式烘烤，容易板彎。

2、中小型PCB烘烤時，可以采用平放堆疊式擺放，一疊多數量建議不可超過40片，也可以采直立式，數量不限，烘烤完成10分鐘內需打開烤箱取出PCB平放使其冷卻，烘烤后需壓防板彎治具。

PCB烘烤時的注意事項：

1、烘烤溫度不可以超過PCB的Tg點，一般要求不可以超過125℃。早期某些含鉛的PCB的Tg點比較低，現在無鉛PCB的Tg大多在150℃以上。

2、烘烤后的PCB要盡快使用完畢，如果未使用完畢應盡早重新真空包裝。如果暴露于車間時間過久，則必須重新烘烤。

3、烤箱記得要加裝抽風干燥設備，否則烤出來的水蒸氣反而會留存在烤箱內增加其相對濕度，不利PCB除濕。

4、以品質觀點來看，使用越是新鮮的PCB焊錫過爐后的品質就越好，過期的PCB即使拿去烘烤后才使用還是會有一定的品質風險。

來源：PCB為什么要先烘烤才能SMT?