選擇性波焊的使用條件(selective wave soldering)

選擇性波峰焊托盤載具(selective wave soldering carrier)

工作熊還真想不到,SMT技術都已經發展十幾二十年了,怎麼到現在還有許多的電路板依然還在走波峰焊接(Wave Soldering)製程

工作熊原本以為波峰爐早已經被放進博物館了呢!不過現在波焊走的大部分都是【選擇性波峰焊接(Selective Wave Soldering)】製程,而不是早期那種將整面板子泡到錫爐中的製程了。

這裡所提到的「選擇性波峰焊接」還是採用原來的錫爐,所不同的是板子需要放到過錫爐載具/托盤(carrier)之中,然後將需要波峰焊接的零件露出來沾錫而已,其他的零件則用載具包覆保護起來,這有點像是在游泳池中套上救生圈一樣,被救生圈覆蓋住的地方就不會沾到水,換成錫爐,被載具包覆的地方自然就不會沾到錫,也就不會有重新融錫或掉件的問題。







另外還有一種也被業界稱之【選擇性波焊爐 (Selective Wave Soldering machine)】則使用小錫爐噴嘴移動的方式將PCB板子固定,然後移性放置於PCB底下的錫液噴嘴,將小錫爐的焊錫液接觸THT或DIP喘桶插件零件的焊腳,達到焊錫的效果,不過本文不討論這種選擇性波焊爐機器製程。

不過,但並不是所有的PCB板子都可以使用這類的選擇性波峰焊接(Selective Wave Soldering)製程,想要使用它還是有一些設計上的限制,最主要的條件是這些被選擇出來做波峰焊接的零件必須與其他不需要波峰焊接的零件有一定的距離,這樣才可以製作出過錫爐載具,否則

選擇性波峰焊接載具及電路設計Layout的注意事項:

 選擇性波峰焊托盤載具設計注意事項(selective wave soldering carrier requirement)
選擇性波峰焊托盤載具設計注意事項(selective wave soldering carrier requirement)

其實電路板在剛開始問世的時候幾乎都是採用傳統插件(INSERTION)作業來設計的,所有的板子也都需要經過波焊錫爐(wave soldering),當時的板子也只有單面。

後來SMT(Surface Mount Technology,表面貼焊)發明以後,才開始有SMT與波峰焊的混合使用出現,因為當時還有很大部份的零件無法轉變到SMT製程,也就是說還有很多傳統的插件零件,所以板子在設計的時候必須把所有的插件零件安排在同一面,然後用另一面來走波峰焊接,而走波峰焊的那一面SMT零件必須始使用紅膠來固定,免得經過波峰錫爐的時候發生零件掉落於錫爐之中,現在幾乎所有的板子都已經採用兩面全走SMT的製程了,但看樣子仍然有極少部份的零件無法全部由SMT製程來取代,所以才會應運而生這種選擇性波峰焊的製程。


延伸閱讀:
合成石過爐托盤(Reflow carrier)
迴流焊的溫度曲線 Reflow Profile
電子製造工廠如何產出一片電路板

訪客留言內容(Comments)

我家的還是波焊爐在跑~~ 戴具我們都叫罩板~ 粉貴~

這東西的確很貴,還有使用壽命呢!

除了上述項目需要注意之外,我再補充幾點
1.tray盤底部開孔要有倒角設計,角度約在45~60度左右
2.tray盤底要有導錫設計,我不會貼圖所以請各位將”凹”字倒過來看,然後再想像一下,應該就知道我的意思了
3.tray上方要有固定PCB的裝置,避免PCB被錫波頂起來
4.針對大尺寸PCB的wave tray,除了固定PCB的裝置之外,可以在tray上開幾個螺絲孔,用螺絲將PCB鎖在tray上,可減少PCB板彎所造成的溢錫
5.大尺寸的wave tray要有固定支架,可減少wave tray受熱變形的問題
6.想到再說好了~~~

感恩!
補充了很多的小細節。

載具製作費用和治具數量有有大的關係,一般會有樣品及量產之分,可以請廠商
一起報價,若是確定要生產可以請廠商提供樣品,這樣可以減少支出.
樓上所題之外,我在此提供一些專業上的資料供參考:
一:目前市面上除了合成石外還有石無鉛可供選擇,這是近5年在市場上較常被用來取代合成石的高階材料,主要是他的成本及加工特性較為友善
二:DIP製程有種錫托技術,可以在DIP 零件較為密集的區域提高良率,減少重工
三:若是成本考量可以選擇FR4材質來使用,但是大尺寸會有風險

KEVIN;
看樣子遇到專家了,也謝謝你提供的資訊。有時間我會到貴公司的網站好好的參觀一下。
當然,如果可以有不同材料間的使用壽命與價格間的比較就最好了。

錫托技術技術是一個減少短路的方法,除了錫托技術之外
可以在PCB零件較為密集的區域設置trailing pad,也是有相同的效果

我們都叫「偷錫」,因為要把前面多餘的錫偷到這個pad。
現在叫「錫托」了嗎?

應該是不同公司有不同叫法
錫偷比較常聽到,錫托有聽過但是很少聽人講

想請問工作熊板大與各位路過的前輩,有關PCB抗焊與拒焊問題(reflow回焊爐)爬了一下站內文章,似乎沒有相關的主題:
SMT爐後發現如下吃錫不佳的現象, 有的可以用烙鐵補焊, 有的不易補焊或無法吃錫,卻無法分析出原因:
a.通常發生都會在同一個panel, 請問一般可能原因? 與solution?
b.通常此類問題發生比例多少是符合業界水準? 與業界的處理方式?
c.一般業界是否會因為此問題將未生產PCB退回廠商, 或作其他重工動作?
謝謝

Oliver;
電路板拒焊問題通常是氧化造的,也就是錫膏與電路板或零件焊腳之間無法產生共金(IMC)。所以需要探討問題可能來自電路板的表面處理、錫膏、以及零件腳的表面處理。共金的生成需要有可形成共金的金屬元素,如果在原來可以形成共金的元素上有氧化物(非金屬物質)出現,就會影響到共金的形成,造成拒焊。
再來就要探討為何會氧化?大部分的金屬只要暴露在空氣當中,就會開始氧化,所以一般的焊錫零件及電路板都需要儲存在真空包裝中,電路板因為有表面處理,所以理論上其儲存條件可以比零件來的寬鬆,但要還要看其表面處理的好壞,以ENIG來說表面處理為Au(金),金基本上不太容易氧化,所以可以作表面處理來保護其下面的鎳,但金層很薄,如果覆蓋不均勻或是酸洗不良(酸殘留),都會造成氧化的產生。

工作熊板大

我也是吃錫不良的受害者,有一客戶常發生這種問題,我是賣dip LED,客戶是AI打件後拉回廠內過自動錫爐,一開始是針對彎腳,和板子焊盤找原因,後來客戶的彎腳都有45度了,PCB也都有噴錫,但還是有吃不上錫(烙鐵補焊沒問題)的情況,因對錫爐不了解,無法判斷客戶的狀況,有請客戶放慢速度,溫度控制在最高235左右,還是會發生,測試過如不是AI打件,是直腳插件過爐,可以吃的上錫,但客戶說我的條件就是要打AI,且也不是每批都有吃錫不良的情況,想請教工作熊板大,對這樣的情況,自動錫爐要注意些什麼呢,我肯定LED是沒問題的,因我們出的貨都不是庫存品,到客那很快就上線了,且沒有其他客戶有反應此問題,因該是錫爐的條件,可是小弟對錫爐不是很懂,原廠又以沒其他客戶反應,且沾錫都沾的上來推責任,所以每此被客戶扣工時,真的很生氣,但客戶又有一定的量,不能不接單, 不知是否有什麼測試方式來解決此問題呢?!!!!

Michael;
依你的描述,猜測可能是因為彎腳造成局部陰影效應,形成焊錫吃不上,建議波鋒焊開啟第二波-擾流波,
一般的波鋒和都設計有兩波,第一波為平面,像平靜的湖水一樣,板子從上面滑過。
第二波為擾流波,像個小噴泉一樣,可以將焊錫打到許多原本到不了的地方,可以有效降低因為陰影效應所產生的焊錫不良。

先說一下這個網站很讚!
分享一下
也有專門做 selective soldering 的設備, ERSA 時其中之一
http://www.ersa.com/selective-soldering-en.html
不用mask carrier, 但與傳統Wave soldering各有優缺點.

請問選擇性波峰焊接的焊接品質都是設定在多少DPPM.

Louis,
Sorry!這個無法回答。

波峰焊后元件出现裂纹. 通常是什麼原因.膠料出现裂纹 客戶建議烘烤除受潮是否可行. 對產品有沒有影響. 特別是插腳是五金…謝謝

Tiffany,
老實說,你的問題個人不太清楚該如何回答,因為真的沒有辦法掌握到你的問題內容。
一般來說,如果是塑膠受潮後經過高溫,通常都是發生脆化的問題,出現裂紋沒見過。
會有裂紋產生,通常是因為應力或是化學污染造成。


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