เหตุใด PCB ที่หมดอายุจึงต้องอบก่อน SMT หรือเตาเผา

วัตถุประสงค์หลักของการอบ PCB คือการลดความชื้นและกำจัดความชื้น และเพื่อกำจัดความชื้นที่มีอยู่ใน PCB หรือที่ถูกดูดซับจากภายนอก เนื่องจากวัสดุบางชนิดที่ใช้ใน PCB นั้นก่อตัวเป็นโมเลกุลของน้ำได้ง่าย

นอกจากนี้ หลังจากผลิตและวาง PCB เป็นระยะเวลาหนึ่ง ก็มีโอกาสที่จะดูดซับความชื้นในสิ่งแวดล้อม และน้ำก็เป็นหนึ่งในตัวการหลักที่ทำลายป๊อปคอร์นหรือการแยกชั้นของ PCB

เพราะเมื่อวาง PCB ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงเกิน 100°C เช่น เตารีโฟลว์ เตาบัดกรีแบบคลื่น การปรับระดับอากาศร้อน หรือการบัดกรีด้วยมือ น้ำจะกลายเป็นไอน้ำและเพิ่มปริมาตรอย่างรวดเร็ว

เมื่อความเร็วในการทำความร้อน PCB เร็วขึ้น ไอน้ำจะขยายตัวเร็วขึ้น เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ปริมาตรของไอน้ำก็จะมากขึ้น เมื่อไอน้ำไม่สามารถหลุดออกจาก PCB ได้ในทันที มีโอกาสที่ดีที่จะขยาย PCB ได้

โดยเฉพาะทิศทาง Z ของ PCB นั้นเปราะบางที่สุด บางครั้งจุดแวะระหว่างชั้นของ PCB อาจขาด และบางครั้งอาจทำให้เกิดการแยกชั้นของ PCB ร้ายแรงยิ่งกว่านั้น แม้แต่รูปลักษณ์ของ PCB ก็สามารถมองเห็นได้ ปรากฏการณ์ต่างๆ เช่น พอง บวม และระเบิด

บางครั้งแม้ว่าปรากฏการณ์ข้างต้นจะไม่ปรากฏให้เห็นที่ด้านนอกของ PCB แต่จริงๆ แล้วกลับได้รับบาดเจ็บภายใน เมื่อเวลาผ่านไป จะทำให้เกิดการทำงานที่ไม่เสถียรของผลิตภัณฑ์เครื่องใช้ไฟฟ้า หรือ CAF และปัญหาอื่นๆ และในที่สุดจะทำให้ผลิตภัณฑ์ขัดข้อง

 

การวิเคราะห์สาเหตุที่แท้จริงของการระเบิดของ PCB และมาตรการป้องกัน
ขั้นตอนการอบ PCB นั้นค่อนข้างลำบากจริงๆ ในระหว่างการอบ ต้องนำบรรจุภัณฑ์เดิมออกก่อนจึงจะนำเข้าเตาอบได้ และอุณหภูมิในการอบจะต้องเกิน 100°C แต่ไม่ควรสูงเกินไปเพื่อหลีกเลี่ยงระยะเวลาการอบ การขยายตัวของไอน้ำมากเกินไปจะทำให้ PCB แตก

โดยทั่วไป อุณหภูมิการอบ PCB ในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่จะตั้งไว้ที่ 120±5°C เพื่อให้แน่ใจว่าความชื้นจะถูกกำจัดออกจากตัว PCB ได้จริงๆ ก่อนที่จะบัดกรีในสาย SMT ไปยังเตาหลอมละลาย

เวลาในการอบจะแตกต่างกันไปตามความหนาและขนาดของ PCB สำหรับ PCB ที่บางหรือใหญ่กว่า คุณต้องกดกระดานด้วยวัตถุหนักหลังจากการอบ เพื่อลดหรือหลีกเลี่ยง PCB เหตุการณ์ที่น่าเศร้าของการบิดงอของ PCB เนื่องจากการคลายความเครียดระหว่างการทำความเย็นหลังจากการอบ

เนื่องจากเมื่อ PCB มีรูปร่างผิดปกติและโค้งงอ เมื่อพิมพ์การวางบัดกรีใน SMT จะมีออฟเซ็ตหรือความหนาไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะทำให้เกิดการลัดวงจรของบัดกรีจำนวนมากหรือข้อบกพร่องในการบัดกรีที่ว่างเปล่าในระหว่างการรีโฟลว์ครั้งต่อไป

 

ปัจจุบันอุตสาหกรรมโดยทั่วไปกำหนดเงื่อนไขและเวลาในการอบ PCB ดังนี้

1. PCB ได้รับการปิดผนึกอย่างดีภายใน 2 เดือนนับจากวันผลิต หลังจากแกะบรรจุภัณฑ์แล้ว สินค้าจะถูกวางไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีการควบคุมอุณหภูมิและความชื้น (≦30°C/60%RH ตาม IPC-1601) เป็นเวลามากกว่า 5 วันก่อนออนไลน์ อบที่อุณหภูมิ 120±5°C เป็นเวลา 1 ชั่วโมง

2. PCB จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 2-6 เดือนนับจากวันที่ผลิต และจะต้องอบที่อุณหภูมิ 120±5°C เป็นเวลา 2 ชั่วโมงก่อนจะออนไลน์

3. PCB จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 6-12 เดือนนับจากวันที่ผลิต และจะต้องอบที่อุณหภูมิ 120±5°C เป็นเวลา 4 ชั่วโมงก่อนจะออนไลน์

4. PCB ถูกเก็บไว้นานกว่า 12 เดือนนับจากวันผลิต โดยพื้นฐานแล้วไม่แนะนำให้ใช้ เนื่องจากแรงยึดเกาะของบอร์ดหลายชั้นจะมีอายุมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป และปัญหาด้านคุณภาพ เช่น ฟังก์ชั่นผลิตภัณฑ์ที่ไม่เสถียรอาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต ซึ่งจะทำให้ตลาดการซ่อมแซมเพิ่มมากขึ้น นอกจากนี้กระบวนการผลิตยังมีความเสี่ยง เช่น จานระเบิดและการรับประทานกระป๋องที่ไม่ดี หากจำเป็นต้องใช้แนะนำให้อบที่อุณหภูมิ 120±5°C เป็นเวลา 6 ชั่วโมง ก่อนการผลิตจำนวนมาก ขั้นแรกให้ลองพิมพ์แผ่นบัดกรีสองสามชิ้น และตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีปัญหาในการบัดกรีก่อนดำเนินการผลิตต่อ

อีกเหตุผลหนึ่งก็คือ ไม่แนะนำให้ใช้ PCB ที่เก็บไว้นานเกินไป เนื่องจากการรักษาพื้นผิวจะค่อยๆ ล้มเหลวเมื่อเวลาผ่านไป สำหรับ ENIG อายุการเก็บรักษาของอุตสาหกรรมคือ 12 เดือน หลังจากระยะเวลานี้จะขึ้นอยู่กับการฝากทองคำ ความหนาขึ้นอยู่กับความหนา หากความหนาบางลง ชั้นนิกเกิลอาจปรากฏบนชั้นทองเนื่องจากการแพร่และการเกิดออกซิเดชัน ซึ่งส่งผลต่อความน่าเชื่อถือ

5. PCB ทั้งหมดที่อบแล้วจะต้องใช้ให้หมดภายใน 5 วัน และ PCB ที่ยังไม่แปรรูปจะต้องอบที่อุณหภูมิ 120±5°C อีก 1 ชั่วโมงก่อนออนไลน์