使用過保存期限的PCB會有何風險?烘烤就可以了嗎?

所有的材料其實都有其保存期限(Shelf-life),只是有些保存期限較長,而有些保存期限較短而已。那使用過期材料會有什麼問題?想想你吃了過期食物會有何問題?那使用過期的PCB(Printed Circuit Board,電路板)會有何問題?

在回答「過期PCB使用」問題前首先要問問大家,PCB的作用是什麼?它在電子組裝廠需要進行什麼加工?

PCB的最大作用是作為電子零件的載體來傳遞電子訊號,所以如果有零件無法被焊接於PCB或是接觸點無法有效傳遞電子訊號,將會影響到電子產品的功能,或是造成間歇性的功能不良。

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那電子零件又是如何被焊接到PCB的呢?

現在的PCB焊接工藝幾乎都使用約240~250°C的高溫將焊料(錫膏或錫絲)融化後連接電子零件焊腳與PCB,所以問題就來了,過期PCB能否可以至少承受兩次250°C以上的高溫而不會出現問題,之所以說承受兩次高溫是因為現在一般的PCBA製程都是雙面焊接板。

基於以上理解,現在就可以來看看『使用過期PCB到底可能會發生什麼事了?』,以下問題不見得一定都會發生,但都有風險,所以如果你還想使用過期PCB,必須要澄清以下問題不會發生:

過期PCB可能造成PCB表面焊墊發生氧化

焊墊氧化後將造成焊錫不良,最終可能導致功能失效或掉件風險。電路板不同的表面處理對於抗氧化的效果會不一樣,原則上ENIG要求要在12個月內用完,而OSP則要求要在六個月內用完,建議依照PCB板廠的保存期限(shelf life)以確保品質。

OSP板一般可以送回板廠洗掉OSP薄膜再重新上一層新的OSP,但OSP酸洗去除時有機會損傷其銅箔線路,所以最好洽詢板廠確認是否可以重新處理OSP膜。

ENIG板則無法重新處理,一般建議進行「壓烤」,然後試焊性有無問題。

過期PCB可能會吸濕造成爆板

電路板吸濕後經過回焊時可能會引起爆米花(popcorn)效應、爆板或分層等問題。這個問題雖然可以經由烘烤來解決,但並不是每種板子都適合烘烤,而且烘烤有可能會引起其他的品質問題。

一般來說OSP板不建議烘烤,因為高溫烘烤後會損害OSP膜,但也看過有人將OSP拿去烘烤,但是烘烤時間要盡量縮短,溫度還不可以太高,烘烤後更必須要在最短時間內過完回焊爐,挑戰不少,否則的話焊墊會出現氧化,影響焊接。

相關延伸閱讀:

過期PCB的膠合能力可能會降解變質

電路板生產出來後其層與層(layer to layer)之間的膠合能力就會隨著時間而漸漸降解甚至變質,也就是說隨著時間增加,電路板的層與層之間的結合力會漸漸下降。

如此的電路板在經過回焊爐高溫時,因為不同材料組成的電路板會有不同的熱膨脹係數,在熱脹冷縮的作用下,有可能造成電路板分層(de-lamination)、表面氣泡產生,這將嚴重影響電路板的可靠性與長期信賴度,因為電路板分層可能會拉斷電路板層與層之間的導通孔(via),造成電氣特性不良,最麻煩的是可能發生間歇性不良問題,更有可能造成CAF(微短路)而不自知。


延伸閱讀:
電子製造工廠如何產出一片電路板(PCBA)
如何運用TQRDCE評鑑考核一家SMT代工廠
電路板內層微短路現象(CAF,Conductive Anodic Filament)
用影片介紹SMT(Surface Mount Technology)製程(含紅膠點膠機)

 
 
訪客留言內容(Comments)

熊大大,
打擾了~

保存期限(Self-life) 的英文好像怪怪的
保存期限(Shelf-life) 少了一個h

周先生,
確實是個別字,改過來了!

Hello 工作熊,
「一般來說OSP板不建議烘烤…」這一段的尾巴好像還有一句沒寫完,是為了防盜文嗎XD 另外保存期限我查到的是Shelf-life

Jimmy,
之前編輯時不小心刪除了,先在補上。


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