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許多SMT貼片工廠內(nèi)負(fù)責(zé)制程(Process)或是SMT技術(shù)的工程師經(jīng)常會(huì)碰到電路板零件發(fā)生空焊(solder empty)、假焊(de-wetting)或冷焊(cold solder)這類(lèi)焊不上錫(non-wetting)的不良問(wèn)題，不論制程條件怎么改或是回流焊的爐溫再怎么調(diào)，就是有一定焊不上錫的比率。這究竟是怎么回事?

撇開(kāi)零件及電路板氧化的問(wèn)題，究其根因后發(fā)現(xiàn)有很大部份這類(lèi)的焊接不良其實(shí)都來(lái)自于電路板的布線(layout)設(shè)計(jì)缺失，而最常見(jiàn)的就是在零件的某幾個(gè)焊腳上連接到了大面積的銅箔，造成這些零件焊腳經(jīng)過(guò)回流焊后發(fā)生焊接不良或墓碑效應(yīng)(tombstone)問(wèn)題，有些手焊零件也可能因?yàn)橄嗨魄樾味斐杉俸富虬傅膯?wèn)題，有些甚至因?yàn)榧訜徇^(guò)久而把零件給焊壞掉。

一般PCB在電路設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)常需要鋪設(shè)大面積的銅箔來(lái)當(dāng)作電源(Vcc、Vdd或Vss)與接地(GND，Ground)之用，這些大面積的銅箔有時(shí)候可以在電路板的最上及最下層被眼睛觀察到，但更多這類(lèi)銅箔則被藏在電路板的內(nèi)層中（多層板），難以用眼睛察覺(jué)，這些大面積的銅箔一般會(huì)直接連接到一些控制積體電路(IC)及電子零件來(lái)達(dá)到通電訊號(hào)通訊的目的，想要查看電路板上零件有否類(lèi)似的問(wèn)題，需要借助電子布線工程師的幫忙，查看電路板的Gerber設(shè)計(jì)。

 

不幸的是如果我們想要將這些大面積的銅箔加熱到融錫的溫度時(shí)，比起獨(dú)立的焊墊通常需要花比較多的時(shí)間（就是加熱會(huì)比較慢），而且散熱也比較快。當(dāng)這樣大面積的銅箔布線一端連接在小電阻、小電容這類(lèi) small chip 零件，而另一端不是時(shí)，就容易因?yàn)槿阱a及凝固的時(shí)間不一致而發(fā)生墓碑效應(yīng)；如果迴流焊的溫度曲線又調(diào)得不好，預(yù)熱時(shí)間不足時(shí)，這些連接在大片銅箔的零件焊腳就容易因?yàn)檫_(dá)不到融錫溫度而造成虛焊的問(wèn)題。

人工焊接（Hand Soldering）時(shí)，這些連接在大片銅箔的零件焊腳則會(huì)因?yàn)樯崽?，而無(wú)法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成焊接，最常見(jiàn)到的不良現(xiàn)象就是包焊、虛焊，焊錫只有焊在零件的焊腳上而沒(méi)有連接到電路板的焊墊，從外觀看起來(lái)，整個(gè)焊點(diǎn)會(huì)形成一個(gè)球狀；更甚者，作業(yè)員為了要把焊腳焊上電路板而不斷調(diào)高烙鐵的溫度，或是加熱過(guò)久，以致造成零件超過(guò)耐熱溫度而毀損而不自知。

既然知道了問(wèn)題點(diǎn)就可以有解決的方法，一般我們都會(huì)要求采用【Thermal Relief pad（熱阻焊墊/限熱焊墊）】設(shè)計(jì)來(lái)解決這類(lèi)因?yàn)榇笃~箔連接零件焊腳所造成的焊接問(wèn)題。參考文章最上面的圖片，左邊的布線是沒(méi)有施作【Thermal Relief】的焊墊，可以發(fā)現(xiàn)有五個(gè)焊墊的四面全都連接到了一大片的銅箔，這樣就很容易發(fā)生我們上述的溫度不足所產(chǎn)生虛焊的問(wèn)題；而右邊的布線則已經(jīng)施作了【Thermal Relief】的改善，可以看到焊墊與大片銅箔的接觸面積只剩下最上面及下面的細(xì)小線路，這樣就可以大大限制焊墊上溫度的流失，達(dá)到教佳的焊接結(jié)果。

下面的圖片也是一些【Thermal Relief】建議改善的方法，基本上就是減少大片銅箔與焊墊接觸的面積來(lái)達(dá)到限制溫度的目的，一般我們會(huì)建議【Thermal Relief】的布線寬度最大不要超過(guò)焊墊寬度或長(zhǎng)度的四分之一，這樣才能有效減緩熱流失。

Thermal Relief 在焊墊寬度的最大線路寬度建議 = 焊墊寬度 x 0.25

Thermal Relief 在焊墊長(zhǎng)度的最大線路寬度建議 = 焊墊長(zhǎng)度 x 0.25

Thermal Relief 也被稱(chēng)為【花焊盤(pán)】或【熱風(fēng)焊盤(pán)】或【熱焊盤(pán)】，因?yàn)榇蟛糠值?thermal relief 都會(huì)將焊墊與銅箔的接觸點(diǎn)設(shè)計(jì)成「十」字形，來(lái)達(dá)到平均并減少與銅箔接觸的面積，因?yàn)榭赡軙?huì)有好幾層的銅箔線，迭起來(lái)就更像是一朵花了。

不過(guò)得提醒大家的，有時(shí)候?yàn)榱四承┰?，比如說(shuō)高頻板為了消除雜訊干擾，電子或RF設(shè)計(jì)工程師會(huì)堅(jiān)持某些內(nèi)層一定得將焊墊全部連接到大片銅箔，我會(huì)建議盡早在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就要求布線工程師盡量把【thermal relief】設(shè)計(jì)進(jìn)去，等電氣上有問(wèn)題再逐步加回來(lái)，否則一旦電路板經(jīng)過(guò)認(rèn)證，要再修改可能就難上加難了。