PCB烘烤的迷思:PCB上線前烘烤可以增加焊錫性嗎?

工作熊發現有些表面貼焊(SMT)工程師或管理者對於「PCB烘烤」有著很執著的熱愛,應該說他們對於「PCB烘烤」的觀念了解得可能並不是很透徹吧!各位如果有機會瀏覽一些與PCB和SMT相關論壇的討論串中,應該經常可以發現有人會把「PCB烘烤」當成是個解決PCB品質問題的萬靈丹,以為PCB板在上線打SMT前先烘烤一下有好無壞,認為烘烤也可以增加板子的焊錫性、潤濕性、爬錫高度等,但真的是這樣子嗎?

工作熊不得不提醒有這樣觀點的朋友,「PCB烘烤」的主要目的與功能僅在去濕/除潮以防過爐爆板,其實PCB烘烤如果過久反而容易讓其表面處理(finished)提前出現氧化,並且造成焊錫潤濕不良等反效果。







(對於大陸那些盜文網站,複製貼上本站文章後,居然還改成自己公司的名字,感到無恥!文章內容部份防止複製編排可能造成您閱讀的不便,請見諒!)

特別是對於OSP((Organic Solderability Preservative,有機保焊膜))表面處理的板子,工作熊個人更是不建議吃錫前事先高溫烘烤,因為OSP薄膜為有機質且在它在高溫環境下會被破壞並出現收縮捲曲等現象,高溫後反而容易破裂並暴露出其底下原本被保護的銅層,銅層一旦暴露在大氣環境中就會開始氧化,對於焊錫性影響將非常嚴重。

至於ENIG表面處理的板子,其沉金層如果鍍得夠厚,基本上應該可以起到保護金層下面的鎳層免於快速氧化,可惜,因為現在的金子貴,所以現在的沉金層都做得非常薄,ENIG的板子吃錫前事先烘烤雖然不一定會加速鎳層氧化,但卻一定會加速鎳層與金層之間的擴散作用(diffusion),也就是「金」會往「鎳」層滲透,而「鎳」則會往「金」層滲透,這個擴散作用在常溫下雖然也會作用,但速度非常緩慢,但是加熱則會加速其擴散的速率,一旦鎳擴散到了金層無法覆蓋到的位置而與空氣接觸,鎳就會氧化,不利後續的焊錫作業。還好就工作熊個人的了解,一般ENIG的板子烘烤對焊錫性的影響還不是非常大,也就是說烘烤的擴散作用影響還不大,但也不建議長時間高溫烘烤。

其他的HASL(噴錫)或是ImSn(化學錫、浸鍍錫)表面處理的板子,因為其IMC層(銅錫化合物)早在PCB裸版階段就已經生成,也就是在PCB焊錫前早已生成,如果再拿去高溫烘烤反而會增加這層已生成的IMC厚度,而且還可能催化其IMC從優質的Cu6Sn5化合物轉化為劣質的Cu3Sn,而IMC層雖然是焊錫完成的重要因子,但IMC層如果太厚對焊接強度其實並不是一件好事,工作熊曾將IMC層比喻為類似於黏接兩塊磚頭之間的水泥,IMC層的厚度只要有生成且長得均勻就可以了,但是IMC層如果太厚,就會變得脆弱而容易斷裂。

所以,話說回來,到底SMT上線前將PCB事先烘烤可以增加焊錫潤濕性是從哪邊傳出來的?因為依據以上的說明,「PCB烘烤」除了可以除濕及防止爆板分層的好處外,「PCB烘烤」絕對無法幫助提昇PCB的焊錫性,烘烤PCB反而還有害其焊錫性。


延伸閱讀:
封裝濕敏零件烘烤常見問題整理
電路板PCB板材的結構與功用介紹
IPC-JEDEC-J-STD-033 濕敏零件的烘烤條件
何謂「銅」基地與「鎳」基地電路板(PCB)?

訪客留言內容(Comments)

请问大熊,IMC一般厚度在多少以内,认为是比较合适的?超过多少则认为太厚,会影响焊点强度?

大飞,
IMC只要長得均勻就可以了。
如果硬要知道IMC的厚度,個人意見:一般1-5um多是可以接受的,最佳為1-3um。IMC太厚對強度不一定好。

熊大您好

針對PCB烘烤,我們在意的狀況如你所言,需要去濕與防潮

通常我們是在做高低溫測試時,最後一步會將PCB烘烤過再緩慢降至常溫狀態,防止水氣殘留在PCB上

但一直都有聽SMT同仁 烘烤可以增加其焊錫性,但找不到相關實驗文獻,故無法提出反駁

謝謝

酒矸倘賣無,
可以請SMT同仁同時各做一批有烘烤與無烘烤看看就知道了。
還要檢驗焊錫不良的現象以確認問題。

之前只是知道PCB裸板在空气中超过一定时间就需要进行烘烤作业,主要就是为了除湿,对于烘烤对PCB焊盘的影响没做过深的研究,看了这篇文章后对以往的空白有了很好的补充,谢谢熊熊老师!


訪客留言注意事項:
1.首次留言須通過審核後內容才會出現在版面上,請不要重覆留言。
2.留言時請在相關主題文章下留言,與主題不相關的留言將會被視為垃圾留言,請善加利用【搜尋框】尋找相關文章,找不到主題時請在「水平選單」的「留言板」留言。
3. 留言前請先用【搜尋框】尋找相關文章,自己做一點功課後再留言。沒有前因後果的內容,工作熊不一定會瞭解你在說什麼,就更無法回答你的問題。
4. 工作熊並非某一方面的專家,所以回答的內容或許會有不正確的地方,服用前還請三思。如果您想詢問關於電路板方面的工程問題,前先參考這篇文章【詢問工程問題,請提供足夠的資訊以利有效回答】 把自己的問題想清楚了再來詢問,並且請提供足夠的資訊,這樣才能有效回答問題。
5. 工作熊每則留言都會看,但不會每則留言都回答,尤其是只有問候之類的內容。
6. 留言詢問時請注意您的態度,工作熊不是你的「細漢」,更沒有拿你的薪水,所以不接受吆喝工作熊的態度來回答你的問題。
7. 歡迎您訂閱本部落格的最新文章,當有新文章時會主動以電子郵件通知你。

您有話要說(Leave a comment)

(required)

(required)