使用【偷錫焊墊(拖錫焊盤)】來解決波焊時排腳零件的短路問題

波焊(Wave Soldering)製程中經常會聽到使用「拖錫焊盤」或「偷錫焊墊」來解決焊接架橋連錫短路問題。其實其英文名稱為【solder thief pad】。所以,其正確的中文名稱應該是「偷錫焊墊」,只是大家叫著叫著,現在叫「拖錫」或「偷錫」似乎可以都說得過去。「拖」是將錫拖曳到另外一個假焊墊(dummy pad)上,「偷」則是把多餘的錫偷給另外一個焊墊。

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「偷錫焊墊(solder thief pad)」設置的主要目的是為了避免透過波焊焊接的電路板上之零件焊腳在滑出波焊錫面時最後一個焊點的錫被拖離焊點斷裂後因為錫的內聚力回彈而造成與其前面相鄰焊點短路而設計出來的焊錫回彈緩衝區,這種焊錫反彈行為通常發生在波焊的「平流波」而較少發生在「擾流波」。

不懂什麼是「平流波」與「擾流波」的朋友請自行參考【何謂「波峰焊(wave soldering)」?波焊製程技術介紹】一文。







另外,排針(排PIN)零件且整排焊腳與波焊方向平行的零件會更容易發生這類焊錫回彈的短路問題。不論是「SO(Small Outline)封裝」的SMD零件或是插件連接器的焊腳只要經過波焊都有機會形成這種焊接回彈短路問題。

那要如何設計「偷錫焊墊(solder thief pad)」才能達到改善波焊短路呢?

一般「偷錫焊墊(solder thief pad)」的設計有兩種方式:

這樣設計的目的是因為焊錫回彈的力道通常只會到達前一個焊點,這也是為什麼在沒有做偷錫焊墊時,短路總發生在波焊方向的最後兩個焊點,既然短路不能避免,那就把短路變成合理化,讓它即使短路了也不會發生功能性問題。

至於這兩種設計的優缺點其實差異並不是很大,如果硬要說的話,「新增一個假焊墊」可能比較容易讓產線與品管起爭執,因為品管人員總認為有短路就是瑕疵,要嘛應該全部短路或全部開路,同一批生產有些短路有些開路,表示品質不穩,這該怎麼說,人家品管還是有堅持的嘛。

而「延長最後一個焊墊」則較不利維修,因為吃錫面積變大了,維修時需要給予較大的熱量,容易損壞焊墊。

如果單以生產品質來說,工作熊個人較推薦「延長最後一個焊墊」,因為焊錫面積加大可以有效吸收焊錫的反彈力道,而不是毫無控制的任由焊錫反彈到前一個焊點上,產線的品質做好了,維修相對就減少,品管也滿意,皆大歡喜啊!

可以使用托盤過爐載具來取代「偷錫焊墊(solder thief pad)」嗎?

這是個非常可行且可以嘗試的方案,其實也真的有人這樣設計了。

如果製程本身就需要用到托盤載具(carrier)來過波焊,那真的可以在波焊載具上設計一個「偷錫片(Solder thief tool)」來取代PCB上的偷錫焊墊。但是其位置必須與在PCB上設計偷錫焊盤類似或一樣才行,而且大小必須依照「延長最後一個焊墊」的方案,而不是「新增一個假焊墊」,實用上建議要將這塊偷錫片做的比PCB上的偷錫焊墊還要長一點,但切記不可以跟前面的焊點距離過近,以避免偷錫片與PCB的焊點發生架橋,一旦架橋要將PCB從載具上取下時就麻煩了。

另外,這個載具上的偷錫片還得符合下列的幾個要求:

其實,網路上也有許多網友分享他們關於偷錫焊墊的設計與例子,只能說花樣五花八門,就連QFP這類四邊有腳的IC也有人設計走波焊加頭錫焊墊。有興趣的朋友可以網路上找看看別人的例子。


延伸閱讀:
電子製造工廠如何產出一片電路板
什麼情況下PCB可以不用載具(carrier)過波焊
波焊(Wave soldering)時零件擺放的設計規範
SMT與Wave soldering焊錫的中文翻譯與觀念澄清

訪客留言內容(Comments)

其实,作为一个工程人员,我是更愿意让工厂做插件前引脚成型的。引脚长度合适,连锡风险会减小很多,也免去了制程调试很多烦恼

大飞,
波焊採用短腳及前置剪腳是必要的。
不過有些腳間距比較小的零件,既使採用了短腳零間,還是會有很多短路的風險。

我们这边在做1.27MM插针的时候就用到的是在载具上增加偷锡片的工艺,偷锡片0.5MM厚,表层镀镍,效果非常好。之前也设计过各种各样的挡锡工装,但是由于间距太小上锡效果不好,最后还是波峰治具厂的技术员提出用这种方案才最终解决波峰短路问题。


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