PCB 干燥設備的選型設計

韓彥虎

摘 要：PCB干燥設備在整個PCB的制作流程中起著至關重要的作用。因為PCB從原料到成品的整個加工流程包括多種工序，而每道工序后都要用到干燥設備對板面進行烘干，如果烘干效果不好，就會導致有水漬在板面殘留，一是會對PCB的質量檢測造成影響，再者如果帶有水漬的PCB板壓合在一起，會導致整個PCB板的質量缺陷。所以要想做出高質量的PCB板， 就要設計一套合理并且高效的PCB干燥設備。下面就PCB干燥設備的選型設計以及需要注意的一些問題作些概述。

關鍵詞： PCB干燥設備；風機；風刀；過濾器

PCB（Printed Circuit Board），中文名稱為印制線路板，簡稱印制板，是電子工業的重要部件之一。近年來，隨著電子產品的高速發展，印刷電路板的需求量也日益增長，隨著科技的進步，印刷電路板的精密程度也越來越高，這就對PCB的干燥設備提出了更高的要求。就整套干燥系統而言，必需的部件有產生壓縮氣體的風機，輸出部件風刀，另外根據所制作的PCB的精密程度，還要考慮是否要增加高效空氣過濾器等。

1.風機的選擇及使用注意事項

在選擇風機前首先要考慮風機具體的應用情況，PCB的干燥系統原理是用高壓，高流量的氣流對PCB進行吹掃，從而達到干燥的目的。所以風機需提供具有足夠大壓力的氣流，因此要選擇高壓風機。目前高壓風機的使用已非常廣泛，品牌與型號也很多，具體選型也相對復雜。一般來說，我們可以按以下兩個步驟進行：

（1）確定現場是使用高壓風機的什么功能，是吸還是吹，找準高壓風機對應的壓力-流量曲線；如果看錯曲線，有時候會造成選出來的產品不能使用；如果選擇吸的功能，就要查看負壓-流量曲線圖。在PCB干燥系統中，我們使用的是高壓風機吹氣的功能，所以選型時要考慮正壓-流量曲線圖。

（2）根據壓力和流量，在曲線圖上找到同時滿足壓力和流量對應的工作點以上的工作曲線；然后根據工作曲線選擇高壓風機型號；在PCB的干燥系統中，經過多次的測試后，風刀出口處的壓力保持在150～200 mbar之間，流量在4m3/min左右對吹干的效果是比較好的。根據這個壓力參數和曲線圖就可以進一步確定風機的型號。

風機型號確定以后，還要考慮風機安裝固定的一些問題：

（1）必需使用平墊圈和彈簧墊圈來加緊螺絲；

（2）最好能使用橡膠緩沖膠來承受高壓風機的重量，特別是大功率的高壓風機，必不可少；

（3）對于某些對噪音要求很高的場合，可以加上一層消音棉。PCB生產廠家對噪音控制有要求，所以最好加上消音裝置。

（4）高壓風機的進出風口管道連接，應使用軟管連接，以隔離震動。

風機在使用過程中還需要進行兩個方面的保護：一是壓力，二是粉塵。

對于壓力，經常使用的是釋壓閥，它是一個卸荷閥，當高壓風機的使用壓力超過釋壓閥設定的壓力之后，釋壓閥就會自動打開，把多余的壓力釋放掉，從而保護高壓風機。

對于粉塵，高壓風機的吸入口禁止任何粉塵進入，否則會影響風機的使用壽命。通常的做法是在進氣端安裝初效過濾器對空氣進行過濾。它根據不同的使用現場，往往使用不同的過濾精度的過濾濾芯，不同的濾芯有不同的維護方法和使用壽命。

2.風刀的設計與使用

風刀在整個系統中是關鍵部件，合理的設計風刀的結構能提高整個系統的工作性能。

風刀的結構設計原則要盡可能的簡單，這樣就會減少壓力損失。風刀的刀口設計的時候要盡可能沿著風吹得方向延伸一段距離，這樣空氣就會作為一個整體，以直線方式噴出來，氣流會更容易控制。突出刀口的設計同樣也會提高空氣在風刀腔內壁的夾帶，這樣風刀基于柯恩達效應（沿物體表面的高速氣流在拐彎處能附于表面的現象）和空氣夾帶，就能提供穩定的、持續的、大流量的空氣。加長的刀口利用柯恩達效應，引導空氣附著到刀口的表面，這樣，風的整體性一直維持到氣流的下游，并創造了周圍空氣夾帶的環境，最終提高了總的風量。

3.空氣過濾器的選擇

在PCB干燥設備中，通常需要雙級過濾，即氣體進入風機前需要選用初級過濾器，可以對氣體中的大顆粒灰塵進行過濾，并且可以保護風機；另外在風機后進入風刀前需安裝高效過濾器，可以對氣體中的細小顆粒進行過濾，保證吹到PCB板上的氣體的清潔度，這樣可以保證PCB板不被灰塵污染，進而保證品質。

3.1 初級過濾器

適用于中央空調和集中通風系統過濾；大型空壓機過濾；潔凈回風系統；中效、高效過濾裝置的前置預過濾系統。初效空氣過濾器有板式、折疊式、袋式、箱式四種樣式，外框材料有紙質框、鋁合金框、鍍鋅鐵框，不銹鋼框，過濾材料有無紡布、尼龍網、活性炭過濾棉、金屬孔網等，防護網有雙面噴塑鐵絲網和雙面鍍鋅鐵絲網。價廉、重量輕、通用性好、結構緊湊。

3.2 高效過濾器

高效過濾器主要用于捕集0.5um以下的顆粒灰塵及各種懸浮物。采用超細玻璃纖維紙作濾料，膠版紙、鋁膜等材料作分割板，與木框鋁合金膠合而成，采用特殊硅橡膠作[1]，無氣味，表面不會硬化，時間 長也不會有裂紋，化學性能穩定，耐腐蝕，可吸收熱脹冷縮產生的應力而不會開裂，軟硬度適中，彈性恢復好。每臺均經納焰法測試，具有過濾效率高、阻力低、容塵量大等特點。在PCB干燥設備中，只要選用H14等級的過濾器，一般而言都能滿足要求。H14的高效過濾器的過濾精度可達到99.995%左右。

4.其他注意點

在設計過程中，還需要從操作與維修的角度考慮，盡量將設計方案優化，方便操作與維護。例如像空氣過濾器，對整個設備來說是屬于備件類，需要定期更換，設計布局時要盡可能放在操作者容易觸摸到的位置，并且容易拆卸。

在PCB干燥設備中，還需要進行一些特殊的保護，比如說由于該設備使用環境屬于密閉的，而風機等電器元件運轉過程中會發熱，所以要注意通風散熱，當環境溫度比較高時，更要注意通風散熱。通常做法可以在設備內安裝溫度探針，并且頂部安裝換氣扇，當溫度超過設定溫度時，即開啟換氣扇對環境降溫。