PCB 烘烤:過期電路板要不要烤?4 步判斷流程
PCB 烘烤(電路板烘烤)要不要做,不是只看日期,而是依序看四件事:真空包裝有沒有拆過、濕度指示卡(HIC)有沒有變色、表面處理是哪一種、保存期限過了沒。 包裝完好、濕度卡正常的板子通常不必烤;確定受潮才烤,而 OSP、浸銀、浸錫板怕熱,要先問板廠。烘烤只處理水氣,救不了氧化的焊墊,所以過期的板子烤完還得試焊,再決定用不用。
用詞對照:线路板=電路板;烘干=烘乾;湿度卡=濕度卡(皆為中國寫法)。
表 1|依表面處理看烘烤注意事項
| 表面處理 | 板廠技術文件(2022) | 標準與協會文件 | 保存期限參考 |
|---|---|---|---|
| HASL(噴錫) | 可烤:120°C、約 2 小時 | IPC-1601A 表列 105~125°C、4~6 小時(ZVEI 轉載);另被引述的警告:125°C 烤 4~6 小時,可能讓 HASL 板變得焊不上 | 約 6~12 個月 |
| ENIG(化學鎳金) | 可烤:120°C、約 2 小時 | 表列「鎳/金」同上,無額外註記(對應 ENIG 為本文判讀) | 約 12 個月以上 |
| 浸錫 | 「非常敏感」,不建議一般烘烤;非烤不可須降溫試烤並驗證焊錫性 | 表列「錫」:高溫可能降低焊錫性 | 約 6 個月 |
| 浸銀 | 同浸錫 | 表列「銀」:可能變色;包裝要用無硫、pH 中性的材料 | 約 6 個月 |
| OSP | 同浸錫 | IPC-1601A:OSP 板不要烤;非烤不可,用最低溫度、最短時間 | 約 6 個月(視藥水,3~12 個月不等) |
ZVEI 為德國電氣電子工業協會。標準內容只引用公開轉載與引述的片段,沒有看到標準原文。數字僅供參考,此為一般情況,仍需視個案而定。
表 2|烘烤後的存放與再曝露時間(只放查得到來源的格子)
| 來源 | 說法 | 數字 |
|---|---|---|
| 某國際板廠(2022) | 烘烤到焊接的等待要盡量短 | 75% RH 環境下最長 24 小時 |
| 業界專家問答(2011,單一專家) | 烤過的板材會再吸回水氣,烤完立刻焊 | 約 8~12 小時內吸回 |
| ZVEI 對 IPC 文件的評註 | 烘烤宜在焊接前才做,因為烘烤會讓焊接面提早老化 | 未給時間 |
| 板廠技術部落格(2014,OSP) | 只烤馬上要組裝的量,烤完放著更快氧化 | 未給時間 |
| 歐洲 SMT 服務業者研究 | 氮氣櫃只適合存放 | 未給時間 |
前兩列數字不一致(24 小時對 8~12 小時),本文不替您挑一個,請以板廠規定與您自己的驗證為準。
一、過期 PCB 可能壞在三處,烘烤只管一處
- 水氣:樹脂板材吸水,過爐時水氣膨脹,可能造成內層分層、起泡。IPC-1602(板子的處理與儲存標準,2020 年發行,取代 IPC-1601A)的範圍說明就點出此風險;無鉛製程溫度更高,風險更高。
- 表面處理老化:HASL、ENIG、OSP 等焊墊處理層會隨時間氧化,所以才有「保存期限」。
- 介面合金層(IMC)增厚:高溫與時間會讓它變厚,露出表面並氧化後更難上錫。
烘烤只能處理第一項;對第二、三項沒有幫助,多份資料指出反而會加速。
PCB 也不是 J-STD-033 的管轄對象:它的適用範圍是非氣密的表面黏著元件(SMD)。板子的水氣上限用含水量來管,常見範圍是樹脂重量的 0.1%~0.5%。元件的 MSL,請看〈濕敏元件 MSL 是什麼?J-STD-033 的包裝、曝露時間與烘烤〉。
二、第 1~2 步:先看包裝與濕度卡,別急著開烤箱
IPC-1602 描述的乾燥包裝,是把板子連同乾燥劑與濕度指示卡封在防潮袋(MBB)裡。在一則 2022 年的業界專家問答裡,多數回覆者認為:封口完好、濕度卡沒有明顯變色就不必烤;封口失效或濕度卡明顯變色,才考慮烘烤。
但有不同意見:某板廠的技術建議是,環氧樹脂板材吸水性不高,不必一律烘烤,但超過 6 個月、包裝拆過或懷疑受潮時建議烤。前者看包裝狀態,後者把時間也算進去。客戶規範或板廠出貨文件有寫的,以它為準;此為一般情況,仍需視個案而定。
濕度卡要看板廠指定的那一點;專家問答中常見的判斷點是 10% RH 以下為正常。卡片反映的是袋內環境,不是板子內部的含水量,只是代理指標。本站藍色六點濕度指示卡的商品頁標示範圍 10%~60%,乾燥後顏色可恢復;但若 60% 那點變色,這張卡就不再重複使用。
拆封後能放多久?我們查到的 IPC-1602 目錄與評註,沒有元件 MSL 那種「等級對曝露時間」的對照表,所以別把元件的 MSL 時間套在板子上,請向板廠索取拆封後的最長曝露時間。
三、第 3 步:確定要烤,條件怎麼訂
沒有一組全業界通用的數字。 IPC-1601A 的表列範圍是 105~125°C、4~6 小時(ZVEI 轉載),並註明條件要由使用者依板型驗證,IPC-1602 的 3.4.4(同樣為 ZVEI 轉載)也交給使用者驗證;某板廠對 HASL、ENIG 建議 120°C、約 2 小時;業界專家有人說 125°C 會傷焊錫性、105°C 是通用溫度,也有人的做法是 2 mm 板 110°C 烤 4 小時,或 93°C 烤 8 小時。另有一份資料轉述 IPC-1601A:溫度要低於板材的 Tg(只有一個來源)。共同趨勢是:溫度越高,傷表面越明顯;板子越厚,乾得越慢。
放法:烤箱要乾淨,板與板之間要讓熱風繞得過去(板廠技術文件)。烘烤也會讓板子翹:一份歐洲研究在 130°C 下,所有板型都出現翹曲,另有專家也提醒預烤可能造成翹曲,所以烤完要檢查平整度。一疊最多放幾片,各來源沒有一致數字,本文不寫。
烤幾次:沒有標準數字。多位專家的意見一致:能少烤就少烤,重複烘烤會加重氧化、讓合金層變厚。
需要可程式升溫的烤箱,本站智能程式烤箱 JHSXH-480標示用途含 PCBA、IC 烘烤,可程式設定升溫曲線並有氮氣吹掃管路;溫度範圍與腔體尺寸頁面未載,請洽詢。
四、烘烤能增加焊錫性嗎?查到的資料都說不能
烘烤是趕走水氣、避免過爐時分層,不會讓焊墊更好焊。我們查到的板廠文件、ZVEI 評註與專家回答,反而都把烘烤當成「加速老化」:板廠說烘烤是一種老化,可能降低焊錫性;ZVEI 說它讓焊接面人工老化,建議焊接前才烤;有文章引述 IPC-1601A,125°C 烤 4~6 小時可能讓 HASL 板變得焊不上;專家則指出烘烤會加速合金層生長,依鍍層厚薄,可能露出表面而不好焊。
我們沒有查到任何標準或板廠文件,支持「烘烤能改善焊錫性」。想驗證的話,同一批板子烤與不烤各做一組,以您自己的結果為準。
五、OSP、浸銀、浸錫板:說法為什麼不一致
- 不建議烤:某板廠把這三類列為「非常敏感」;IPC-1601A 建議 OSP 板不要烤;專家也說烘烤會劣化 OSP 層。
- 非烤不可時:用最低溫度與最短時間,先烤一小批、烤完試焊,沒問題再放大,而且只烤馬上要上線的量。板廠、專家與板廠部落格的說法一致。
- 爭議在數字:我們查到的標準與板廠文件,都沒有給出 OSP 板經過驗證的烘烤溫度與時間;網路上流傳的數字沒有標準出處,各家也不一致。所以本文不給數字。此為一般情況,仍需視個案而定,請先問板廠或 OSP 藥水供應商。
- 另一條路:改用約 40~60°C、1% RH 以下的環境慢慢除濕,時間以數十到數百小時計;是否適合您的板子,一樣要先問板廠。
- 浸銀板的包裝,要用無硫、pH 中性的材料。
六、烤完之後:多久內要用?怎麼存?
烤完的板子會再吸回水氣,各來源共同的建議是:烤好就盡快用,只烤馬上要上線的量(見表 2)。「盡快」是多快,來源的數字不一致,本文不替您選一個。
用不到的板子要重新封回乾燥包裝:防潮袋、乾燥劑、濕度指示卡一組。IPC-1602 對防潮袋的定義含金屬鋁層(亮面、不透明),ZVEI 也指出不宜用透明的非金屬塑膠袋;完全抽真空反而可能削弱乾燥劑的效果。防潮袋可參考鋁箔袋(抗靜電・靜電袋),袋型怎麼選見〈防靜電袋怎麼選?〉。當天不用、也不想重新封袋的板子,可暫放低濕環境,例如超低濕電子防潮箱(商品頁標示 1%~10% RH 與 1%~3% RH 兩種等級,是否適合您的板子請洽詢)。
七、第 4 步:超過保存期限,烘烤就夠了嗎?
不夠。保存期限看的是焊錫性,烘烤處理的是水氣,是兩件事。查到的來源大致把 HASL、ENIG 放在 12 個月上下,OSP、浸銀、浸錫約 6 個月(見表 1),但各來源的數字不完全一致,以板廠標示為準。烘烤也不會讓保存期限歸零:有專家明說烘烤無法恢復保存期限,反而會加速合金層成長。
過期的板子建議這樣處理:
- 看外觀:焊墊有沒有發暗、腐蝕或變粗糙。
- 小批試焊:拿幾片依實際製程過一次爐,檢查吃錫狀況。
- 要正式數據:做焊錫性測試,標準為 IPC J-STD-003(印刷電路板焊錫性測試)。
- 試焊通過才整批上線:沒通過就洽板廠討論或報廢,不要硬上線。烤過的板子也一樣要走這一步。
延伸閱讀
想把相關的製程環節一起看完,可以接著讀這幾篇:
- 〈濕敏元件 MSL 是什麼?J-STD-033 的包裝、曝露時間與烘烤一次搞懂〉:元件版(IC、連接器)
- 〈防靜電袋怎麼選?抗靜電、導電、屏蔽三種差在哪,什麼時候一定要用鋁箔袋〉:烤完重新封裝的袋型
- 〈SMT 產線到底怎麼運作?印刷、貼裝、回焊與品質管控〉:板子上線後的流程
- 錫膏印刷機支撐塊怎麼選?DEK/MPM 4 種板況對照
- 防潮箱與氮氣櫃的差別:電子廠濕敏品存放 4 個選型重點
- 〈濕敏元件保存與烘烤條件:拆封後 4 個狀態各該怎麼處理〉:元件(IC)版的保存與烘烤
- 〈爆米花效應(Popcorn Effect)是什麼:IC 與電路板受潮,過回焊爐為什麼會爆開〉:板子受潮進爐為什麼會爆板、怎麼確認
本文提到的相關商品
規格以各商品頁為準;實際配置、價格與交期請洽詢。
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- 藍色六點濕度指示卡:六點顯示,標示範圍 10%~60%,乾燥後可恢復顏色。
- 鋁箔袋(抗靜電・靜電袋):烘烤後重新封裝用,規格請見商品頁。
- 超低濕電子防潮箱:商品頁列 1%~10% RH、1%~3% RH 兩種濕度等級。
標準出處
本文引用之規範,請以各發布機構之最新版本為準。
- IPC-1602《Standard for Printed Board Handling and Storage》印刷板處理與儲存標準
發布機構:IPC(Global Electronics Association) - IPC-1601A《Printed Board Handling and Storage Guidelines》印刷板處理與儲存指南
發布機構:IPC(Global Electronics Association) - ZVEI《Recommendations/comments on IPC-1602》對 IPC-1602 的建議與評註(2022 年 8 月)
發布機構:ZVEI(德國電氣電子工業協會) - ZVEI《Recommendations to IPC-1601》對 IPC-1601 的建議(2021 年 6 月)
發布機構:ZVEI(德國電氣電子工業協會) - IPC/JEDEC J-STD-033《Handling, Packing, Shipping and Use of Moisture, Reflow, and Process Sensitive Devices》濕度、回焊與製程敏感元件的處理、包裝、運輸與使用
發布機構:IPC(Global Electronics Association)與 JEDEC - IPC J-STD-003《Solderability Tests for Printed Boards》印刷電路板焊錫性測試
發布機構:IPC(Global Electronics Association)
本文為一般情況的整理,不是標準條文的轉述,也不構成對您製程的背書。烘烤條件與保存期限,請以板廠出貨文件、客戶規範與您自己的驗證結果為準;此為一般情況,仍需視個案而定。