在無鉛再流焊接過程中,發(fā)生在HDI積層的第二次壓合的PP層和次層(L2)銅箔棕化面之間的分離現(xiàn)象,我們稱之為爆板。HDI爆板的特征是:
(1)爆板位置均發(fā)生在L1與L2層埋孔密集的區(qū)域;
(2)切片發(fā)現(xiàn)爆板現(xiàn)象非常劇烈,有些線路都被拉裂,因此危害很大。
1、根除爆板發(fā)生的必要條件
主要工序溫度和濕度控制PCB生產(chǎn)流程的各個環(huán)節(jié)(原材料儲存、PP切片、儲存層壓、棕化直至包裝等)都是重要工序,需要嚴(yán)格控制工序溫度和濕度。多層PCB成品和潮濕敏感元器件(MSD)一樣,屬于潮濕敏感組件,應(yīng)該按MSD的防濕要求(溫度≤30℃;濕度≤60%RH)來管控。
針對關(guān)鍵制程增加烘烤工序根據(jù)調(diào)查,許多PCB生產(chǎn)企業(yè)由于諸多原因,不能及時在工序間周轉(zhuǎn),導(dǎo)致原材料、半成品甚至成品積壓。如果在關(guān)鍵工序增加烘烤工序,就能有效去除材料中的含水率。例如在棕化之后層壓之前增加一道烘烤工序,干燥后及時層壓,不宜再自由放置。
2、解決PCB存儲吸濕
儲存期的吸濕試驗分析顯示,PCB無論是否真空包裝,正常儲存條件靜態(tài)放置下隨時間推移PCB含水量會逐漸增多。目前,大多數(shù)PCB供應(yīng)商有一個普遍的觀點,對于無鉛組裝,其焊接溫度在原來的基礎(chǔ)上提高了20℃~40℃,這對PCB的熱沖擊非常厲害,這要求板材的耐熱性需滿足無鉛裝配的要求;因此業(yè)界PCB廠家大多使用高Tg(170℃)材料。當(dāng)然,也有一小部分PCB供應(yīng)商采用中Tg(150℃)的材料,并取得較好的成效。這一點也正在被廣大PCB同行所關(guān)注。
實行生產(chǎn)前面的工藝試驗表明,PCB正常儲存條件下隨時間推移PCB含水量會逐漸增多。當(dāng)達(dá)到出廠日期2個月后,會因吸濕而產(chǎn)生爆板的風(fēng)險。因此,這就要求PCB出廠后,應(yīng)盡快投入使用。對于懷疑吸水率高的板,可以采用一定條件下的烘烤來除濕。具體要根據(jù)板材和表面處理的情況而定。建議烘烤溫度≤125℃,烘烤時間4h。
3、抑制爆板發(fā)生的充分條件。
增加層間結(jié)合力①采用優(yōu)質(zhì)的棕化藥水以提高PCB層間結(jié)合力;②嚴(yán)格控制棕化后至層壓的間隔時間以減少材料的吸濕率;③棕化后增加烘板工序,可以有效去除樹脂揮發(fā)物及潮氣;④PCB廠商應(yīng)加強(qiáng)對原材料進(jìn)貨質(zhì)量的監(jiān)控,確保最后成形的基板材料具有低吸水性、良好的層間粘合性和尺寸的穩(wěn)定性。
4、再流焊接溫度曲線的改善
大批量生產(chǎn)驗證表明,無鉛再流焊接工藝中,在確保達(dá)到良好的潤濕溫度的前提下,再流焊接的峰值溫度偏低如235℃(最高不超過245℃),對抑制爆板有明顯的效果。溫度越高,爆板風(fēng)險越大。避免大銅箔面設(shè)計埋孔上方的大銅面擋住了受熱后向外逸出水氣的通道,增加發(fā)生爆板的幾率。因此,在不影響設(shè)計性能的前提下,避免大銅箔設(shè)計,或者在大銅箔面上開窗,給水汽一個排放的通道,對爆板有明顯的改善。