随着电子元件变得越来越纤薄，与湿度敏感性相关的问题对于返工电子组件而言也变得越来越关键。有时，返工流程中会使用到水溶性助焊剂，或者元件（也就是BGA重整锡球过程中的那种）需要清洗掉助焊剂残留物，有时候线路板为了进行后期的保形涂层润色需要用水清洁，所以就需要进行一些干燥甚至是烘烤处理。这可以避免元件有水分渗入、造成一定损坏。
印制电路板清洗后以及返工后对烘烤处理的需求受到很多因素的影响。在传送过程中，线路板所处的环境和在该环境下停留的时间决定了该线路板在不需要烘烤的前提下最多可以有多长的“车间寿命””或曝光时间。IPC-1601可以为印制线路板的处理、包装材料和方法、环境条件及储存方式提供正确的指导。（点此查看烘烤操作信息表格。）
另一个决定线路板是否需要进行烘烤处理的因素是，在清洁组件过程中是否使用了内嵌式或批量清洗机（详情见下文）。如果组件中有一些区域（例如连接器）会残留水分，这也会决定一块线路板是否需要进行烘烤处理。最后，PCB的材料种类以及这些材料的吸湿程度都会影响到所使用的干燥流程。这些是最重要的部分，但除此以外还有很多其他的影响因素。
有很多原因导致PCB返工清洗后要进行烘烤处理。如果线路板在一个内嵌式清洁系统中进行加工，而这种系统使用了气刀将水分吹干，那么有很多元件的干燥处理是不充分的。链接插头里、IC板下方、电磁线圈里还有其他元件中残留的水分是很不容易吹干的。如果你把一个组件放在残留了水分的密封袋中长达几个小时，那组件可能就会出现可靠性问题。如果后续操作涉及到了涂层、环氧树脂或其他材料的使用，线路板中的残留水分就会影响到固化过程。在你想要进行电气测试的时候，残留水分也会造成一定问题。因为它会改变测试结果，尤其是在高压或高频组件中。
图1：适当的MSD处理可以防止产品像这种爆米花状的BGA一样出现缺陷。
清洗流程的温度曲线会影响到PCB的吸湿程度。正常的流程曲线是PCB的温度会在经过清洁系统的过程中逐步升高。温度的升高会导致分子膨胀，从而造成线路板吸湿程度更强，或者吸收水分的可能性更小。如果线路板温度在整个过程中只稳步上升了几度，那么深入了解清洁系统的特点就是十分重要的。
返工清洗后，PCB烘烤过度可能会造成PCB在之后的组装过程中出现缺陷。对线路板进行加热可能会增加板面的氧化率。你不应该连续对PCB进行反复烘烤，因为氧化反应可能会对焊接润湿操作造成一定不利影响。
如何测量PCB的吸湿程度
电子元件以及一些PCB材料会在返工过程中吸收水分。监控吸湿程度的一个好方法就是测量干燥处理前后的线路板重量。使用精密天平测量一块小型线路板或样品板的重量。然后在100 °C温度下持续预烤该线路板两小时，之后将其冷却。接着再次称重，记录下重量发生了哪些变化。你可以利用这些重量变化对预烤温度和时间进行优化。在一个完整的干燥应用中，清洁后的组件重量应该比清洁前要轻一些。
你要留出足够的时间让PCB内板层中吸收的水分挥发出去。根据线路板的不同厚度，这一过程可能会耗时四个小时以上。因为你想让水分（和其他液体）挥发出去，最佳干燥方式就是把线路板放在一个支架上，垂直朝向PCB上的空隙。如果他们都堆叠在一起，或者直接平摊在烤箱的底座上，那么就很难让水分挥发出去。
一旦你开始进行干燥操作，你可以通过将其放入密封防潮袋或干燥箱的方式确保线路板保持干燥。一定要将防潮袋封严。如果防潮袋内不是真空状态，不论你往里面放多少干燥剂，它们都无法保证袋子内的湿度在10%左右。
清洁后进行烘烤处理？
在PCB接受返工后的清洗之后，线路板可能需要烘烤处理。绝大多数用液体清洗的组件，不论是否使用水做清洁材料，都会经过干燥处理但不会经过烘烤处理。很少有印制电路板组件在清洁完成后会用烤箱进行烘烤处理。如果需要烘烤，那么对于一般的FR-4类组件来说，最适宜的烘烤条件是105 °C下烤2-4小时，或65 °C下烤8-24小时。
是否需要进行烘烤处理还取决于清洁机的干燥系统都有哪些功能。如果你的清洁机使用气刀把组件中的水分吹干，那么你需要进行烘烤处理的可能性就会增加，尤其是在加工多层板的时候。气刀干燥系统是内嵌式清洁系统中最常见的功能。如果你的清洁机使用对流/辐射式强制加热技术来干燥处理组件，那就没有必要进行烘烤处理。
返工并重新清洗PCB之后是否需要进行烘烤处理？答案是“视情况而定”。
参考文献
- IPC-1601 Printed Circuit Board Handling and Storage Guidelines.
本文最初刊登在《SMT杂志》2017年九月刊。
