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PCB焊前排潮和去应力烘板相关问题

发布时间 :2020-06-08 14:42 阅读 : 来源 :技术文章责任编辑 :深圳宏力捷PCBA加工部

深圳宏力捷专业提供整体PCBA电子制造服务，包含上游电子元器件采购到PCB生产加工、SMT贴片、DIP插件、PCBA测试、成品组装等一站式服务。接下来为大家介绍PCB焊前排潮和去应力烘板相关问题。

PCB焊前排潮和去应力烘板相关问题

提问：PCB裸板经150℃烘板排潮后，能否立即从烘箱中取出呢？

回答：不行！必须采用缓慢降温，待温度降至60℃以下后，方可取出！这是因为，PCB经过高温烘烤，特别是烘烤温度接近或超过基材的玻璃态转化温度（Tg）后，基材中的树脂处高度柔软的弹性状态，此时，如果采用急速冷却，板面有、无铜箔电路（或板芯内层电路）的环氧玻璃布绝缘基材之间，经历的降温速度就会产生较大的差异。这种降温速度差，会使烘烤过程中已经软化了的树脂，在有和无铜箔部位的冷却硬化速度不一致，从而形成局部应力。取板操作时烘箱温度与室温之间的温差越大，降温速度差异导致的这种应力也会越大，板面翘曲的后果也越严重！

要说实例，曾经有个公司，因生产部门对存放超期的PCB板用150℃的温度条件作了焊前排潮烘板处理后，部分板子发生翘曲。在分析原因时，与入厂检验发生了意见分歧。我建议他们调取库存同种板型、板厚、相似尺寸及存贮条件和时间的板子，再次用150℃的温度条件作了焊前排潮烘板处理，然后立即从烘箱中取出放置于室温约27℃左右的平台上。待板子完全冷却后，板子翘曲的故障得以复现。

前期我们曾撰文简述过，PCB的排潮需要釆用阶梯式缓慢升温（梯度升温），而不是急速升温。这不仅仅是为了顺应环氧树脂对水分子的释放特性，更重要的是为了避免急速升温造成PCB翘曲。同样，经过烘板排潮完毕以后，板子的降温也必须釆用缓慢降温（斜度降温）的方式，以避免“急冷”在PCB基材内部形成局部应力，从而导致板子翘曲。

仅就排除潮气而言，我们不主张把烘板的温度提升到基板的玻璃态转化温度（Tg）或125℃以上，除非需要在排潮烘板的过程中，同时去除板子内的残余应力。

通常，去应力烘板必须将温度提升到基板（例如环氧玻璃布层压板）的Tg温度再加20℃以上的范围内，并严格执行梯度升温（有恒温平台）和斜度（℃/min）降温（不需要设置恒温平台）的操作规范。如果板子有轻度翘曲需要在去应力烘板过程中加以校平，还必须对板子作平放加压，或使用夹持工装压紧。显然，“去应力”烘板，也同时就完成了“排潮”烘板。

通常，我们把Tg≤130℃的印制板基材称作低Tg板；把Tg=150℃±20℃的印制板基材称作中Tg板；把Tg≥170℃的印制板基材称作高Tg板。

无论何种类型Tg值的印制板，在其Tg温度以下，由于基材环氧树脂始终保持着坚硬的刚性状态，因而冷却时形成局部内生应力的几率很低，其板子发生翘曲的几率也就很低。

高Tg板子不仅吸水率低，而且热膨胀收缩率（CTE）几率也很低。这也正是为什么手机板等高密度印制板（HDI），和芯片封装用印制板（COB）要选用高Tg基材，及高Tg板焊接前很少需要烘板排潮的原因之一。当然，由于手机生产周期短，一般情况下PCB从出厂到完成焊装，大多都在几十个小时以内，“吸潮”的可能性几乎可以忽略不计。