Процесс сушки после очистки прототипа PCBA: требования к контролю температуры, времени и остаточной влаги 

Вопрос: Почему после прототипирования PCBA необходимо сушить после очистки? Как определяются температура и время сушки? К каким последствиям может привести остаточная влага? Как убедиться, что сушка проведена достаточно тщательно?

Ответ: Медицинские и автомобильные PCBA обычно подвергаются водяной очистке для удаления остатков флюса. Однако если после очистки сушка проводится недостаточно тщательно, остаточная влага может вызвать проблемы, более серьёзные, чем остатки флюса — влага на поверхности PCBA образует пленку электролита, ускоряя электрохимическую миграцию; влага, остающаяся под BGA, при пайке в печи или при длительном использовании испаряется и расширяется, что приводит к трещинам на пайках; влага внутри разъёмов может вызвать плохой контакт или короткое замыкание. Процесс сушки является «второй половиной» технологии очистки, но часто игнорируется.

一、 температуры сушки

Температура сушки зависит от температурного уровня компонентов на PCBA и летучих свойств чистящего раствора.

Обычная температура сушки: 60-80℃.

Низкотемпературная сушка: 50-60℃. Подходит для компонентов с низкой термостойкостью (например, электролитические конденсаторы, пластиковые разъемы).

Высокотемпературная сушка: 80-100℃. Подходит для компонентов с высокой термостойкостью (например, керамические конденсаторы, микросхемы).

Риски слишком высокой температуры (>100℃): деформация пластиковых компонентов, протекание электролитических конденсаторов, отклеивание маркировки.

二、Определение времени сушки

Время сушки зависит от размеров PCBA, плотности компонентов и температуры сушки.

Обычное время сушки: 60-120 минут.

Низкотемпературная сушка: 120-180 минут. При низкой температуре требуется больше времени.

Высокотемпературная сушка: 30-60 минут. При высокой температуре влага испаряется быстрее.

Последствия недостаточного времени сушки: оставшаяся вода на нижней части BGA или внутри разъемов может привести к коррозии или короткому замыканию при длительном использовании.

三、Последствия остаточной влаги

Электрохимическая миграция: влага на поверхности PCBA формирует пленку электролита, которая под напряжением вызывает электрохимическую миграцию, приводя к короткому замыканию.

Трещины в точках пайки BGA: оставшаяся влага на нижней части BGA при пайке или работе при высокой температуре испаряется и расширяется, вызывая трещины в точках пайки.

Плохой контакт разъемов: оставшаяся внутри разъемов влага приводит к увеличению сопротивления контакта или короткому замыканию.

Снижение адгезии защитного лака: оставшаяся влага на поверхности PCBA влияет на адгезию защитного лака, вызывая волнообразование или отслаивание покрытия.

IV. Выбор сушильного оборудования
Конвекционная печь с циркуляцией горячего воздуха: наиболее часто используемое сушильное оборудование. Циркуляция горячего воздуха обеспечивает равномерное распределение температуры.
Инфракрасная печь: быстрое нагревание, подходит для тонких плат.
Вакуумная печь: подходит для продуктов, чувствительных к окислению; в вакуумной среде точка кипения влаги снижается, что позволяет снизить температуру сушки.
V. Методы подтверждения эффективности сушки
Метод веса: измерение изменения веса PCBA до и после сушки для подтверждения полного испарения влаги.
Визуальная проверка: осмотр поверхности PCBA на наличие водяных следов или белесых пятен.
Испытание изоляционного сопротивления: измерение изоляционного сопротивления поверхности PCBA для подтверждения отсутствия остаточной влаги.
VI. Основные моменты управления процессом сушки
Сушка сразу после мойки: PCBA после мойки должны поступать на этап сушки в течение 30 минут, чтобы избежать длительного задерживания влаги на поверхности PCBA.
Естественное охлаждение после сушки: после сушки PCBA следует охлаждать естественным образом до комнатной температуры, чтобы предотвратить тепловой стресс компонентов при быстром охлаждении.
Регистрация параметров сушки: фиксирование температуры, времени и номера оборудования для обеспечения возможности отслеживания.
VII. Рекомендации по выбору режима сушки
Обычные промышленные PCBA: 70℃/90 минут.
Медицинские PCBA: 70℃/120 минут, для обеспечения полного испарения влаги с нижней стороны BGA.
Автомобильная электроника PCBA: 80℃/90 минут.
Высокоплотные PCBA (плотная BGA): 80℃/120 минут.