在 SMT（Surface Mount Technology）貼片加工領(lǐng)域，對 PCB（Printed Circuit Board）板進(jìn)行烘烤是一個關(guān)鍵的預(yù)處理步驟。這一操作雖然看似簡單，但卻對整個加工過程的質(zhì)量和最終產(chǎn)品的可靠性有著深遠(yuǎn)的影響。
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水分的來源與危害
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PCB 板在制造、運(yùn)輸或存儲過程中，很容易吸收周圍環(huán)境中的水分。特別是在高濕度環(huán)境下，水分會通過 PCB 板的材料孔隙、接口以及線路之間的間隙進(jìn)入板內(nèi)。當(dāng) PCB 板在 SMT 貼片加工過程中經(jīng)過高溫環(huán)節(jié)，如回流焊時，這些水分會迅速汽化。由于水汽的體積膨脹，會在 PCB 板內(nèi)部產(chǎn)生巨大的壓力，導(dǎo)致 PCB 板出現(xiàn)爆板或分層現(xiàn)象。爆板是指 PCB 板的基板材料因內(nèi)部壓力過大而破裂，分層則是指 PCB 板的不同層之間分離，這兩種情況都會使 PCB 板報(bào)廢，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。
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烘烤的作用機(jī)制
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通過烘烤，可以將 PCB 板內(nèi)的水分以水蒸氣的形式排出。一般來說，烘烤溫度會設(shè)置在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，例如 120 - 150℃，烘烤時間根據(jù) PCB 板的厚度、尺寸和含水量等因素而定，通常為 2 - 4 小時。在這個溫度區(qū)間，水分能夠逐漸揮發(fā)，同時又不會對 PCB 板的材料性能和線路造成損害。烘烤過程中，PCB 板內(nèi)部的水分慢慢向表面擴(kuò)散，最終離開 PCB 板，從而有效地降低了 PCB 板在后續(xù)高溫加工環(huán)節(jié)中爆板和分層的風(fēng)險(xiǎn)。
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水分和氧化對可焊性的影響
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當(dāng) PCB 板吸收水分后，焊盤表面容易發(fā)生氧化。水分會加速金屬（如銅）與空氣中氧氣的化學(xué)反應(yīng)，形成氧化層。氧化層會阻礙焊錫與焊盤之間的良好接觸，降低焊盤的可焊性。在 SMT 貼片加工中，焊盤的可焊性差會導(dǎo)致一系列焊接問題，如虛焊、冷焊等。虛焊是指焊點(diǎn)處的焊錫與焊盤或元器件引腳沒有形成良好的金屬間化合物，只是表面接觸，這樣的焊點(diǎn)機(jī)械強(qiáng)度低，電氣連接不穩(wěn)定；冷焊則是由于焊接溫度不夠或時間不足，焊錫沒有完全熔化和潤濕焊盤，也會影響焊點(diǎn)的質(zhì)量。
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烘烤改善可焊性的原理
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烘烤過程除了去除水分外，還可以在一定程度上減輕氧化現(xiàn)象。在適當(dāng)?shù)暮婵緶囟认?，焊盤表面的輕微氧化層可能會被還原，或者變得更加疏松，便于后續(xù)的助焊劑發(fā)揮作用。助焊劑在焊接過程中的主要功能是去除金屬表面的氧化物，改善焊錫的流動性和潤濕性。經(jīng)過烘烤的 PCB 板，其焊盤表面狀態(tài)更有利于助焊劑的作用，從而提高了焊盤的可焊性，有助于形成高質(zhì)量的焊點(diǎn)。
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受潮對 PCB 板平整度的影響
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PCB 板受潮后，其物理性能會發(fā)生變化，其中最明顯的是平整度下降。受潮的 PCB 板可能會出現(xiàn)翹曲或變形的情況，這會對 SMT 貼片加工中的元器件貼裝造成嚴(yán)重影響。在貼片機(jī)工作時，需要將元器件精確地放置在 PCB 板的焊盤上，翹曲或變形的 PCB 板會使元器件與焊盤之間的貼合出現(xiàn)偏差。例如，對于一些高精度、小間距的元器件，如 0201 封裝的貼片元件或細(xì)間距的 BGA（Ball Grid Array）芯片，PCB 板的不平整會導(dǎo)致元器件無法準(zhǔn)確貼裝，增加貼裝誤差，甚至可能使元器件無法正常焊接。
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烘烤恢復(fù)平整度的效果
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烘烤可以使受潮的 PCB 板恢復(fù)一定的平整度。在高溫烘烤過程中，PCB 板內(nèi)的水分被去除，材料的物理結(jié)構(gòu)會逐漸恢復(fù)到正常狀態(tài)。隨著水分的排出，PCB 板的翹曲或變形程度會減小，從而為元器件的貼裝提供一個相對平整的表面。這有助于提高貼片機(jī)的貼裝精度，保證元器件能夠準(zhǔn)確地放置在焊盤上，減少因貼裝偏差而導(dǎo)致的焊接缺陷和產(chǎn)品質(zhì)量問題。
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受潮對產(chǎn)品壽命的潛在威脅
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如果在 SMT 貼片加工前不對 PCB 板進(jìn)行烘烤，即使在加工過程中沒有出現(xiàn)明顯的爆板、分層或焊接不良等問題，產(chǎn)品在長期使用過程中也可能會因?yàn)闅埩舻乃侄霈F(xiàn)故障。水分在 PCB 板內(nèi)會持續(xù)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)，如腐蝕線路和元器件引腳，導(dǎo)致電氣性能下降。此外，在溫度變化較大的環(huán)境中，水分的反復(fù)凍結(jié)和融化也會對 PCB 板的結(jié)構(gòu)和線路造成損害，縮短產(chǎn)品的使用壽命。
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烘烤對產(chǎn)品可靠性的提升
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通過烘烤去除 PCB 板內(nèi)的水分，可以有效地抑制這些潛在的損壞因素。經(jīng)過烘烤處理的 PCB 板，在 SMT 貼片加工后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，焊點(diǎn)質(zhì)量更好，能夠更好地抵抗外界環(huán)境因素的影響。這對于一些需要長期穩(wěn)定運(yùn)行的電子產(chǎn)品，如工業(yè)控制設(shè)備、通信基站設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備等，尤為重要。它可以大大提高產(chǎn)品的可靠性，減少售后維修成本，提升產(chǎn)品的市場競爭力。
綜上所述，在 SMT 貼片加工前對 PCB 板進(jìn)行烘烤是一項(xiàng)必不可少的預(yù)處理措施。它能夠有效去除水分，防止爆板和分層，提高焊盤的可焊性，增強(qiáng)元器件貼裝的穩(wěn)定性，并確保產(chǎn)品的長期可靠性。在實(shí)際的 SMT 貼片加工過程中，必須根據(jù) PCB 板的具體情況，如材料、厚度、存儲環(huán)境等，合理設(shè)置烘烤溫度和時間，以充分發(fā)揮烘烤的作用，為高質(zhì)量的 SMT 貼片加工和產(chǎn)品生產(chǎn)提供保障。
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