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如何讓SMD零件可以走波焊(wave soldering)製程？
工作熊在前面篇幅中曾經有介紹過早期PCBA焊接走的是【波焊(wave soldering)】製程，而SMT製程則是後來才發展出來的。波焊除了用來焊接那些傳統的插件之外，是不是也可以拿來焊接SMT貼片後的SMD零件呢？工作熊發現似乎仍然有許多得朋友弄不清楚波焊與SMD零件的關係？所以，本文要介紹如何讓SMD零件可以走波焊的關鍵製程。
在我們繼續下面的文章前，工作熊這裡要先澄清一下SMD與SMT這兩個名詞的區別，這兩個名詞有時候是可以互相替代使用的，但兩者的根本還是有些差別的。
- SMD: Surface Mount Device (表面貼著零件)
- SMT: Surface Mount Technology (表面貼著技術)
一般來說波焊最主要的焊接對象是使用傳統的通孔技術（THT, Through-Hole Technology）的插件零件(THD, Through-Hole Device)，因為插件零件會放置在電路板的上方，通過電鍍貫通孔(PTH, Plating Through Hole)把焊腳露出於板子的下方，而電路板的下方(背面)則會是像舢舨一樣滑過波峰焊的液錫面，讓熔融的錫液沾附在零件的焊腳與電路板的通孔內壁與焊墊上就可以完成焊接的製程。
那SMDs也可以走波焊製程嗎？SMDs貼上PCB的波焊面(底面)不會在過波焊時掉到錫爐內嗎？
一般SMD零件如果想走波焊（Wave Soldering）製程，必須要先在零件的底下點上紅膠將其固定於電路板上，然後經過oven來固化紅膠（一般直接使用回焊爐），這紅膠的耐熱能力還必須要高於波焊錫爐的溫度，否則SMD零件經過波焊錫爐時將會因為無法承受高溫而脆化或融化掉落於波焊錫爐當中。當然，如果紅膠製程沒有黏好或是其他因素都有可能使得零件掉落波焊錫爐中，所以波焊錫爐通常在使用一段時間後就需要停爐，把一些沉在焊錫爐底下的零件殘渣撈起來，否則時間久了，這些掉落錫爐內的零件將會污染錫液，造成錫液的品質變差，導致波焊品質不良的問題。
還有一點需提醒大家注意的，並不是所有的SMD零件都可以走波焊製程，工作熊後面會再詳述。
SMD零件過波峰焊時是否可以使用錫膏來取代紅膠？
曾經有人問工作熊說：「如果在SMT製程的時候就事先印上錫膏過回焊爐，這樣再拿去過波焊錫爐時，是不是就可以不必再點紅膠了？」工作熊第一次看到這個問題時著實讓納悶了許久，後來想想也就釋懷了，畢竟還是有很多朋友未曾見過波焊製程，或是未曾瞭解過波焊的焊接原理。所以答案當然是「不可以」，因為錫膏與波峰焊內的焊錫成份幾乎是一樣的，所以其融化溫度也相差無幾，也就是說如果SMD零件只使用錫膏黏住，在經過波焊的融熔錫液時可是會跟著融化的，如果沒有使用比錫液溫度還高的紅膠來黏住，SMDs可是會直接掉落進錫爐中的。
是否可以同時印刷錫膏又點紅膠來走波焊呢？
這種雙製程確實是可行的，一般會這樣做的目的是為了要降低過波焊時的空焊及虛焊問題，因為波焊製程容易在大零件後面的小零件產生陰影效應(Shadow Effect)，陰影下的焊點或零件不容易接觸到焊錫而無法形成良好的焊接。不過這麼做就需要多增加一道製程，成本也就增加了；其次是錫膏有可能殘留在紅膠的下面，造成品質上的不定時炸彈，因為錫膏印刷的時候，有時後會有殘留的錫膏沾污於鋼板(Stencil)開口處附近的背面，這時候如果剛好又把紅膠點在有錫膏殘留的位置上，錫膏就不容易被波峰焊錫爐內的錫液帶走，殘留下來的焊錫就有可能造成電氣上的短路，或是使用一段時間後因為水氣及電位差而產生電化學遷移(electochemical migration)。另外，錫膏一旦沾附到紅膠，也可能影響到紅膠的黏著性。
哪些SMD零件可以走波峰焊接製程？
BGA、連接器(connector)、變壓器(transformer)、QFN、LGA…等SMD零件基本上無法走波焊製程，因為焊錫無法完全滲透到零件的底下（如BGA、QFN及LGA）形成焊點，而且有些零件因為本體有縫隙會使得焊錫滲透進零件造成短路或損壞零件（如connector及transformer）。
以工作熊個人經驗來說，一般尺寸在0603以上的片式零件(small chip)、SOT都可以走波焊製程，另外兩排腳向外的SOP或SOIC等IC零件也可以走波焊，而四排腳向外的QFP可以有限度的使用，但如果是細間腳(fine-pitch)的QFP則非常容易造成短路。
而0402以下的被動元件，以及一般彎腳向內的IC（如PLCC)或是焊腳在本體底下的零件都不建議走波焊製程，因為容易造成自體短路或是空焊的問題。（目前看到有人嘗試用0402零件點紅膠走波焊成功，其關鍵點是紅膠的膠量要控制得當，波焊爐的條件也要配合得好）
所以一般波峰焊製程的板子都會把不能走波銲的SMD零件與傳統插件零件集中設計在電路板的第一面（不走波峰焊那一面），而第二面則只放置可以過波焊的SMD零件。當然，也可以使用過爐遮罩載具來保護那些不能走波焊的零件只露出需要波焊的零件焊腳，但過爐治具不只需要NRE，也需要額外的人力配置。
難道QFN、BGA零件走波峰焊就一定不能擺放在第二面？（選擇性波峰焊接）
有時候會由於PCB設計上的侷限，不得不將QFN、BGA這類零件設計在電路板的第二面，這讓負責工廠製程的工程師很是傷腦筋，其實這類無法經由波焊的SMD零件也不是不能被設計在電路板的第二面，我們一般會採用【選擇性遮罩波焊】製程，利用波焊載具(carrier, template)將一些不能過波焊的零件遮罩保護起來，這樣錫波就不會接觸到那些不能用波峰焊接的零件了。
不過使用選擇性遮罩波焊有一定的使用條件就是了，比如說零件的高度限制，還有電路板零件安置時需要預留載具的空間，載具的價錢也是個考慮因素。詳細內容可以參考【選擇性遮罩波焊製程的使用時機(selective mask wave soldering)】一文。
延伸閱讀：
- 波焊(Wave soldering)時零件擺放的設計規範
- SMT回流焊的溫度曲線(Reflow Profile)解說與注意事項
- 深入了解錫膏(solder paste)及助焊劑(flux)組成對電子組裝的品質影響
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訪客留言內容（Comments）
SMD零件不可以走波峰焊接製程—>OSC&LED
同時印刷錫膏又點紅膠 大多是日本客戶因為這樣作 避免再次對wave reflow後的不良再次焊修 因為認為再次焊修是不好與浪費人工工時
印刷錫膏又點紅膠有這樣的流程作業 也有使用2台印刷機 一台印錫膏 一台印紅膠 因為印紅膠比點紅膠 快
通常使用2台印刷機 一台印錫膏 一台印紅膠
有印紅膠鋼板要特殊設計
PCB先印錫膏鋼板 再來印紅膠鋼板
但 紅膠鋼板厚度要比較厚 >0.3mm 但是就不能使雷射鋼板 只能蝕刻鋼板
在紅膠鋼板 的背面(與pcb接觸面) 在之前印錫膏的位置半刻 凹入 這樣就能印紅膠而不會將pcb上的錫膏
壓壞
不知這樣說明是了解?
目前我還有一種立體鋼板 是pcb 先AI 插件再翻過來 印紅膠 這又是一個故事
立體鋼板 是pcb 先AI 插件再翻過來 印紅膠
也是使用上面的概念
但是鋼板並不是使用鋼片 而是使用白色壓克力 厚度很厚
約1~1.5cm
而紅膠也非smt常使用的紅膠 會比較稀 黏度沒有那麼尻高
立體鋼板 印紅膠孔 開V形 鋼板下方避讓已經AI零件的PIN的地方
熊大, 一直很喜歡你在SMT領域的專業見解, 湊巧在下面的網址看到一篇一樣的文章, 不知是你授權轉載還是盜文!!
http: //www .anda-dg.com/news/lunwen/bofenghan/2263.html
請問一下波焊製程對於DIP零件pitch的限制是不是很嚴格
我們公司的工廠是規定pitch1.5mm以下的dip零件 (如金針)都無法用波焊製程(因為有高機率短路的風險)
那麼pitch 1.0mm的金針，其他公司要怎麼生產呢
VPS:真空迴焊製程,目前某些公司開始新啟用
溫度會比較高(可以讓一些被動元件SMT式的可以和IC 一起過爐)
溫度可能會超過260度 10秒
波鋒焊針對DIP件
Reflow針對SMD件(EX:IC CHIPEST)
沒實際看過工廠製程,所以要用文字就比較不懂
剛好看到您的文章介紹,想要與您請教一下
我滿疑惑為什麼要波焊的話，還要上錫膏，這顯得沒有意義，只要上紅膠不就得了，其他就靠錫波打上來的錫讓原本沒有上錫膏的元件吃錫，可以省去印錫膏的時間，這樣不是比較好？
況且波焊製程，通常還要人工目視，去除不必要的空焊短路。
這是我公司目前做法
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Chip/IC..etc可過波峰焊的零件
零件彼此的間距及Pad的大小會影響爐後的良率