[討論]SMD零組件內部焊接需要使用高溫錫嗎?

Ethernet Connector LED fail網路連接器LED漏焊/空焊

前一陣子工作熊的公司引進一個有LED燈的第二供應營商(2nd source)的網線連接器,經過試產後發現有幾顆連接器的LED燈不亮,經過解剖並深入分析後,發現是網路連接器內部的LED燈沒有焊錫所造成,空焊的情形相當嚴重。

這個問題很明顯是網路連接器的設計及生產的問題,首先是焊墊的圓形環(annual ring)太小了,這會造成人工焊接時無法提供烙鐵(iron)加熱電路板及零件的空間。不曉得大家知不知道人工焊接是有步驟順序的?人工焊接時,要先用烙鐵接觸焊墊及零件腳至一定溫度,然後才能加入錫絲以焊接零件於電路板,否則很容易造成假焊或空焊。







其實工作熊想討論的不是這個LED焊接的設計缺點,而想討論這類需要反覆經過迴流焊(reflow)的SMD零件是否有需要使用高溫錫膏或錫絲?

工作熊個人沒有正確答案,所以想聽聽大家的意見,如果使用一般的錫膏生產SMD零件,如何確保這類零件在客戶端反覆迴流焊後不會出現錫膏重新熔融而造成品質問題?

這個問題在工作熊心裡存在已久了,剛好有這個引子,大家就來討論看看吧!


延伸閱讀:
浸金及電鍍金在電路板焊接中所扮演的角色
[請教]DEK與MPM錫膏印刷機真的需要支撐真空塊嗎?
台灣電路板協會(TPCA)-學習焊錫及電路板知識的好地方
為什麼SMT二次回焊時第一面零件不會掉落?再回焊熔錫溫度會升高?




訪客留言內容(Comments)

就你所提供的照片來看,這顆零件裝上貴司PCB的時候應該是選擇性波焊,因為在選擇性波焊會加帽蓋,所以,應該可以不必使用高溫焊錫的.

Alec;
這顆零件過的是SMT,可以看圖片的引腳為水平來判斷,但是外框的接地為需要通孔,使用Paste-in-hole製程。

先對於DIP件給建議
“追他們家的SOP"向我司遇到DIP焊接不良或組裝不良就先抓SOP來看再討論後續

關於反覆經過REFLOW,我司最多打過雙面,會多次經過REFLOW的只有上面的MODULE吧。目前只有遇到一個MODULE在打完後會出現不良,也是等待廠商解決中~"~

※像GPS模組&WIFI模組GRAND都很大,所以經過REFLOW會不良的機率很低,上述會有問題的是RFID模組

不羈;
其實這個例子很明顯已經是廠商的問題了,我只是想借此機會跟大家探討是否這類內部有電路板的零件會不會有再次熔錫的可能性,因為有些廠商非常堅持不需要,但又不能拿出證據來證明,經過大家的討論後,我覺得可以考慮在零件的內部放 thermal couple 來量測一下溫度。

潛水已久,終於有個題目可以貢獻:

所謂的RoHS 管制是有除外條款的,版主所提到的情形可適用

高熔點銲錫中的鉛(例如鉛含量≧85 %合金中的鉛)。(Lead in high melting temperature type
solders (i.e. lead-based alloys containing 85 % by weight or more lead)). (2002/95/EC)
 用於伺服器、記憶體和存儲系統和交換、信號和傳輸,以及電信網路管理的網路基礎設施
設備中焊料的鉛。(Lead in solders for servers, storage and storage array systems, network
infrastructure equipment for switching, signalling, transmission as well as network management
for telecommunications.) (2002/95/EC)

因此這樣的情形供應商不會使用一般錫膏的,避免在客戶端反覆迴流焊後不會出現錫膏重新熔融而造成品質問題

Ben Wang;
謝謝您的資訊,只是這要看廠商式不是用了高溫錫膏?

建議使用高溫錫膏/錫絲,因為目前我司也遇到廠商的模組元件過爐後會二次融錫而造成模組內部元件短路,廠商直至目前仍無解決方案,頭大中…

ken;
我記得線圈零件比較容易出現重新熔錫的問題,現在看來可能密封的零件較不會重新熔錫,而開放式或半開放式的零件比較有重新熔錫的機會。

其實MODULE(小PCB上有上SMD 當作一個大零件在上SMT) 其實這類型零件大多都建議RD放在第2面 比較好 但是很多OEM的東西 都已經2面都有 是很麻煩的 我通常也沒有使用高溫錫膏 使用一些方法克服
1.生產第2面 怕第一面MODULE故REFLOW 會掉下來 可先點紅膠在PCB與MODULE之間固定(有PCB載具 有支撐住也不錯 但成本變多)
2.生產第2面 怕第一面MODULE內有大零件因再次融融而掉件或亂 可以降低REFLOW下方的溫度或風速 或是在製作MODULE時多上一個鐵蓋 也OK 目前第2點 我沒遇過 但是有基本對策 就是這樣

Paul;
這的確是個很好的建議,R&D大多也都知道原則上如此,但有時候基於設計的考量及時間的緊迫,經常會犧牲生產,會要求製程幫忙克服。
你的方式我們也都有試過,最終還是用生產成本的計算那個最划算。

從這個case來看,這個LED是從上往下焊,而非一般的由下往上焊
(component side為上,solder side為下)
因為是手焊,從圖片來看個人的猜測是
在焊接的時候pin是被壓進through hole的,
但焊錫還沒跟through hole熔接,就因為pin彈起來了
所以焊錫會聚集在through hole的上方
我相信這是為了趕產量,所以OP一焊完就往輸送帶丟
也沒看到底焊錫熔接是否完成了
當然,若是焊墊氧化的話,以上所說的就是廢話了!!!

以這個case來看其實跟"高溫錫膏"&"高溫錫絲"是不太有關係的
一般SAC305錫膏or錫絲就已經到217度了
若是選用更高溫的錫膏,在SMT有reflow協助到還好
若是錫絲的話,一般的烙鐵輸出功率不夠的話,也是非常難以焊接的

其實目前的SAC305 or SAC0307就非常足夠了
所以這就是為什麼solder side都是設計打小型零件
在過第二次reflow的時候,這些小型零件因重量輕,
所以也會被再次熔融的焊料緊緊抓住,是不會有品質上的問題的
當然,口說無憑!!
熊大也可以透過切片來觀察焊錫的變化,做為品質判斷的依據

ewew;
真的試醍醐灌頂,
每回的留言都可以寫成一篇文章了,
要不要考率也來寫篇文章,
如果不想經營網站也可以放到這裡!XD!
(又在拉客了)

To Ken
不知道是什麼樣的模組
我曾經遇過wifi/BT模組,因為封裝delarm
封裝IC內部的零件焊料因為delarm的關係順著毛細現象爬到零件的另一端
(0402的電容)
會出現這樣的原因,應該是封裝的條件or封裝用的膠出現了問題
這個需要一步一步請廠商提出證據證明!!!

呵呵~~~熊大您太客氣了!!
我很懶的~~寫一篇文章要寫很久
若是哪天離開這間公司休息1~2個星期的話
一定幫熊大寫2~3篇文章
被客人蹂躪習慣了,所以有時候看問題比較敏感一點^^"

ewew;
等你技癢的時候吧!
寫東西不要等離開公司,那時候就沒有動力了。

以这种需要反复焊接的制程建议不要采取焊锡,而采用熔接或铆接

gavin;
這種零件如果採用熔接或铆接應該很貴吧!
而且這是電子零件,不是機構件。

熊大
其實PCB也是有鉚接製程的喔!!!
就是把機構件鉚在PCB上
絕大部分都是把螺母/螺柱等等直接鉚在PCB上
當然我也遇到過因為高頻傳輸的因素,
把connector用鉚的方式與PCB結合
這種製程稱為Press Fit(沖壓製程)
現行的PCBA製程中,97%以上的產品是不需要這種製程的
所以遇到或知道的人也很少!!

ewew;
謝謝你的經驗分享,也收到你的圖片說明。


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