如何解決常見的波峰銲接缺陷
1 分鐘
- 波峰焊缺陷
波峰焊缺陷
波峰焊製程是 PCBA 元件缺陷的主要來源,在整個 PCBA 組裝流程中可造成高達 50% 的不良率。波峰焊最適合插件元件(將引腳插入電路板鑽孔的元件)。
以下為波峰焊製程中常見問題及其解決方案:
焊點不完整
焊點不完整係指電子元件焊接時焊料未能正確附著於焊點,可能導致焊點強度不足或接觸不良。造成焊接缺陷的因素眾多,如焊接溫度不足、助焊劑過少、焊接時間太短、焊接面髒污等。為避免焊接不良,可採取以下措施:
- 確保焊接溫度適中,使焊料充分熔化並有效潤濕焊接面。
- 使用適量助焊劑,提升焊料對焊接面的附著力。
- 控制焊接時間,確保焊接充分完成但不宜過短。
- 焊接前清潔焊接面,確保焊點潔淨無污染。
- 定期檢查焊接品質,及時發現並修補虛焊等問題。
氣孔
排氣問題是波峰焊與手焊常見挑戰。氣孔指焊點內部出現氣體孔洞,可能與焊料表面存在氧化物、油脂或雜質有關,也可能是焊接過程中氣體釋放所致。這些孔洞在焊點表面呈現微小或較大的空洞。
對於插件孔,孔壁銅層厚度至少需 25µm,同時確保焊接面潔淨無氧化物、油脂或雜質。調整焊接參數,如提高焊接溫度與焊料流動性,可減少氣體產生與堆積,有效降低氣孔問題並提升焊接品質與可靠度。
焊料過多
焊接初學者常誤以為焊料越多越好,但過多焊料會使元件端子與引腳被焊料包覆,或於焊點中央形成氣泡,外觀通常呈圓形凸起。可能原因包括引腳突出過長、助焊劑不足、焊料拖曳過多及噴嘴剝離動作不當。
過多焊料通常可用烙鐵頭移除;極端情況下,可使用吸錫器或吸錫線輔助。
焊尖
焊尖指焊接過程中焊點出現異常尖銳或突出的形狀。修整後,焊尖需符合元件腳整體形狀,且超出 PCB 部分不得超過 2mm。
焊尖產生主因包括烙鐵頭離開焊點方向錯誤、離開速度過慢、焊料品質差、雜質過多及焊接溫度過低。其後果為外觀不良,並可能造成橋接;高壓電路中亦可能發生尖端放電。
預防焊尖需控制焊接角度、速度與溫度,選用優質焊料並確保焊接設備正常運作。透過正確焊接操作與品質管控,可有效降低焊尖發生率,提升焊接品質與可靠度。
冷焊
又稱焊錫紊亂,焊點表面呈現不規則痕跡與凹凸不平。冷焊等同虛焊,生產階段難以完全顯現,使用者往往需使用數天至數月甚至數年後才暴露,不僅影響極大,更可能導致嚴重後果。冷焊強度低、導電性不佳。
● 輸送鏈條震動,冷卻時受外力影響導致焊錫紊亂。
● 焊接溫度過低或鏈速過快,使熔融焊料黏度過高,焊點表面呈現皺褶。
● 修補冷焊只需用熱烙鐵重新加熱焊點,直至焊料再次流動即可。
焊點橋接或短路
焊點橋接為波峰焊常見缺陷,因元件引腳過近或錫波不穩定所致。可能原因包括:焊接溫度設定過低、焊接時間過短、焊後冷卻過快、助焊劑噴塗量過少。
此時需檢查波形並確認焊接坐標是否正確。可透過提高焊接溫度或預熱溫度、延長焊接時間、增加冷卻時間及加大助焊劑噴塗量來改善。
持續學習
SMD 重工指南:避免 PCB 損傷的工具、溫度與技巧
從更換燒毀的穩壓器、修正錯誤的元件數值,到移除細間距 IC 上的錫橋,SMD 重工是電子製造與原型製作中的一項必要技能。它能讓工程師修復組裝缺陷、導入設計變更,並在不必重新製作新板的情況下,挽救有價值的 PCB,避免額外成本與延誤。 在本指南中,您將學到: 什麼是 SMD 重工 常見重工場景 所需工具與溫度 安全拆除與安裝 依封裝類型區分的技巧 真實維修案例 常見失效與預防方式 何時應重工,何時應更換 什麼是 SMD 重工?為什麼它很重要? SMD 重工是指在保護 PCB 與周邊元件的前提下,使用局部加熱方式,受控地拆除、修復或更換表面黏著元件(SMD)的流程。它常用於修正組裝缺陷、更換故障元件,或在不重新製作整片電路板的情況下導入工程變更。 SMD 重工對以下情況非常重要: 原型驗證:在最初硬體 bring-up 階段修正發現的錯誤,並在設計定稿量產前完成驗證; 工程變更單(ECO)修改:立即導入設計微調或元件數值更新,讓正在進行的測試能繼續推進; 製造良率提升:修正檢查與測試中發現的組裝缺陷,例如錫橋、立碑、焊點錫量不足或元件偏位。 現場維修:透過更換特定故障元件,延長退回產品的使用壽命,並降......
免焊壓接連接器PCB設計:孔徑、鍍銅與佈局要點
重點摘要 壓接原理:Eye of Needle(EON)柔性引腳靠可控彈性變形與孔壁形成氣密式冷銲接點,避免焊接熱應力。 孔徑管制:壓接孔徑直接影響插入力、正向力與接觸可靠度,必須明確指定鑽頭尺寸與成品孔徑。 孔壁鍍銅:壓接孔通常要求孔壁平均銅厚不低於25μm,局部最薄處不低於20μm。 表面處理:HASL不建議用於壓接孔;ENIG鍍層均勻,浸錫則可降低插入力與孔壁受損風險。 佈局重點:反焊盤、走線淨空、表層孔環與壓接工具禁置區都要在PCB Layout階段預先規劃。 在伺服器背板、大電流電源模組,或是航太等級的厚板設計場景,傳統波峰焊、通孔回流焊早就碰到了難以突破的物理瓶頸。當電路板厚度超過3.0mm、銅層多達十幾層時,整板熱質量極大,焊接熱量會被快速導走,通孔內的焊料爬昇不足,很容易出現冷焊、空洞這類致命缺陷;要是為了焊透硬拉高爐溫,又容易造成板材分層,或是燙傷周邊的SMD元件。 為了平衡高熱質量板材與組裝可靠度的矛盾,硬體工程師逐漸轉向純機械咬合的方案——免焊式電路板連接器。靠精密的機械干涉結構,完全排除熱應力與助焊劑的影響。以下就從原理、孔徑管制、佈局規則幾個層面,整理壓接工藝的設計實務要......
封裝內部的微觀博弈:PCB組裝製程現場實務談MSL管控與烘烤作業
重點摘要 濕敏風險:塑膠封裝積體電路會吸收環境中的水氣,高溫迴流焊時水分迅速汽化,可能造成封裝剝離、焊線斷裂及爆米花效應。 MSL 管控:Moisture Sensitivity Level(MSL)用來描述元件對濕氣與迴流焊熱衝擊的耐受程度,並搭配 Floor Life 管理拆封後的容許暴露時間。 防潮儲存:防潮袋 MBB、乾燥劑與濕度指示卡 HIC 是主要防潮措施;低濕乾燥櫃可以暫停暴露時間累計,但不能將已使用的 Floor Life 歸零。 受潮烘烤:受潮元件可依 J-STD-033 採用 125℃、90℃ 或 40℃ 等不同烘烤條件,溫度越低,所需除濕時間通常越長。 烘烤風險:長時間高溫烘烤可能造成接腳氧化及金屬間化合物過度成長,原稿中特別指出累計 125℃ 烘烤時間不得超過 96 小時。 在 SMT 表面黏著產線中,高溫是讓晶片元件與電路板完成焊接的重要條件,但同一股熱能也可能對元件封裝內部造成強烈衝擊。當高密度 PCBA 進入峰值溫度可達約 260℃ 的無鉛迴流焊爐時,塑膠封裝積體電路(PEMs)內部最容易被忽略的風險之一,就是水氣。 為了降低水氣導致的封裝可靠度問題,電子製造業會從 ......
COB板上晶片封裝製程實務:裸晶固晶、打線與封裝可靠度管控
重點摘要 固晶材料:銀粉導電環氧膠、金錫/金矽共晶與納米金屬燒結各有不同的導熱、導電及製程特性,選型會直接影響晶片溫升與壽命。 熱阻控制:固晶層厚度、材料導熱係數與有效貼合面積共同決定熱阻;氣泡與空洞會縮小傳熱面積並形成局部熱點。 打線品質:球焊與楔焊的材料、接合方式、線弧方向性及間距能力不同,需按晶片密度、電流與封裝厚度選擇。 封裝可靠度:Dam-and-Fill 圍堰填充可保護裸晶與金線,而膠材流變性、填料比例及熱膨脹係數匹配是降低應力的關鍵。 量產良率:多顆裸晶與大量打線會放大整板失效風險,必須在固晶、打線及封裝前設置分段檢測。 隨著可穿戴裝置、微型感測器、醫療晶片及 Mini/Micro LED 顯示產品持續小型化,傳統 BGA、QFN 等帶外殼封裝元件,容易受封裝本體體積、寄生電容與熱阻限制,難以滿足更高密度與更薄結構的需求。 板上晶片(Chip-on-Board,COB)技術直接省去標準封裝外殼,把未封裝裸晶固定在基板上並完成電路連接,可大幅縮減整體尺寸,已成為微型電子設備的重要製程方案。然而,COB 同時把半導體固晶、打線與封裝可靠度問題集中到 PCB 上,每一道製程都需要精準控制。......
迴流焊溫度曲線:階段、溫度曲線與優化指南
SMT 回流焊溫度曲線指南 在表面貼裝技術(SMT)中,熱管理是決定電路板成品良率的關鍵。精準的 回流焊溫度曲線直接影響每個焊點的機械強度與電氣可靠性。溫度曲線的微小偏差—僅幾度或幾秒—都可能導致板子失效、內部氣孔或元件熱損壞。 本指南將涵蓋: 回流焊溫度曲線定義及其對 SMT 組裝的重要性 回流曲線四個階段:預熱、浸泡、回流峰值、控制冷卻 無鉛焊錫的升溫速率、峰值溫度與液相時間(TAL)建議 PCB 熱容量、銅箔平面與元件密度對回流曲線的影響 使用熱電偶進行回流曲線測量、驗證與優化的方法 常見回流焊缺陷:氣孔、冷焊、墓碑效應、PCB 翹曲 穩定 SMT 良率與可靠生產的最佳實務 回流焊溫度曲線概覽 階段 典型溫度範圍 持續時間 / 升溫速率 預熱 室溫 → 150°C 1–3°C/sec 浸泡 150°C–200°C 60–120 秒 回流峰值 230°C–250°C 45–90 秒(液相時間 TAL) 冷卻 峰值 → 室溫 -2 至 -4°C/sec 什麼是回流焊溫度曲線? 回流焊溫度曲線是 PCB 通過回流爐時的預定控制溫度集合,定義板子升溫速度、保持時間與冷卻速度。 為何回流曲線對 SMT......
如何使用焊錫膏:鋼板、針筒與烙鐵方法
重點摘要:如何使用錫膏 錫膏必須在元件放置之前塗佈,並使用控制好的加熱曲線回流。 使用模板印刷提供最穩定可靠的結果。 手工方法(針筒或烙鐵)僅適合低密度或維修作業。 錫膏是現代電子裝配的基礎。簡單來說,它是微小錫球與助焊劑混合形成的乳狀物。不同於傳統線錫,它在元件放置前塗佈,作為臨時黏著劑,熔化後形成永久電氣連接。 正確使用極為重要,因為大多數 SMT 缺陷,例如橋錫、冷焊或元件移位,都是由於錫膏量不足或操作不當造成。JLCPCB 使用自動噴印與 3D SPI(錫膏檢測)確保品質。 在模板上塗佈錫膏 開始前:如何選擇與準備錫膏 在使用針筒前,請確保材料正確且已準備好使用。 如何選擇適合的錫膏 不同錫膏性質不同。一般 SMT 作業,SAC305 (Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5) 是無鉛組裝標準。如果是低溫維修作業,可選用鉛錫膏 (Sn63/Pb37),操作簡單但有健康風險。 還需選擇適合的顆粒大小(Type): Type 3:大部分元件標準用 Type 4:更細粉末,適用於小元件(0402 或更小) 備註: JLCPCB SMT 組裝通常使用 Type 4 無鉛錫膏,適合細間距元件,確保模板......