雙面回焊掉件怎麼評估：第一面零件為什麼通常不掉、重量與焊墊面積怎麼算、超過了怎麼辦的 5 個階段
雙面回焊時，第一面的零件在第二次過爐會倒掛著再熔一次，但多半不會掉：熔融焊錫的表面張力比濕錫膏大得多，足以把零件吊住。要不要擔心，先算「零件重量 ÷ 焊墊總面積」：傳統的經驗值是每平方英吋 30 g 以下放心；一篇無鉛焊錫的期刊研究實測後，加上兩倍安全係數，仍把無鉛的門檻訂在 30 g/in²；一位製程顧問說 35 g/in² 都還保守。例外是又大又重、腳很少的零件（例如陶瓷件）。表面處理與鋼板厚度會影響結果；超過門檻時，可以改放第二面、點膠、分層熔點或底部吹冷，各有代價。 本文談的是雙面 SMT 回焊時，第一面零件在第二次回焊會不會掉、怎麼評估與處理；雙面 BGA 的空洞、第二次回焊的熔點變化、波焊與點膠製程的細節，不在範圍內。分成 5 個階段：
- 階段①｜先搞懂為什麼通常不掉： 熔融焊錫的表面張力把零件吊住。
- 階段②｜算重量與焊墊面積比： 每平方英吋 30 g 的經驗值，以及實測的結果。
- 階段③｜決定哪一面放什麼： 重的、大的、腳少的放第二面。
- 階段④｜看影響結果的變因： 表面處理與鋼板厚度，比錫膏種類與爐內氣氛重要。
- 階段⑤｜超過門檻怎麼辦： 改放第二面、點膠、分層熔點、底部吹冷，以及驗證。
下面每個階段寫：怎麼做、公開資料怎麼說，有對應時再寫嘉鴻能幫的；來源、例外與整理放在文末的「備註」。此為一般情況，仍需視個案而定。
階段①：先搞懂為什麼通常不掉
怎麼做：
- 名詞先講清楚：本文把先過爐的那一面叫第一面，第二次過爐時它朝下；後過爐的那一面叫第二面（本文的用法）。這沒有通用的術語：來源 2 的一位顧問就說沒有通用的叫法，他們用「底面」指先回焊、第二次過爐時朝下的那面，「頂面」指後回焊的那面（來源 2）。
- 靠表面張力吊住：焊錫熔化後，表面張力會把零件吊在焊墊上；對很多零件來說，這個力就足以讓它留在原位（來源 1）。
- 熔融焊錫比濕錫膏黏得牢：一位製程顧問說，熔融焊錫的表面張力比濕的錫膏大得多，所以過去以為會掉，實際上多半不會（來源 2）。
- 每一隻腳都在幫忙：每一隻腳與焊墊都貢獻自己的表面張力，加起來足以吊住零件（來源 2）。
- 會掉在哪裡：那篇期刊研究的模型假設熔融焊錫是薄弱的地方，零件可能從熔融焊錫中間掉下來（來源 1）。
公開資料怎麼說： 一所大學與一家電子代工廠合寫的期刊論文（2006 年）寫到：雙面板越來越普遍，好處是省板面與降低成本；對很多零件來說，熔融焊錫的表面張力足以把第一面的零件可靠地留在原位；它用表面張力建立模型，假設熔融焊錫是薄弱的位置。一家製程顧問公司的兩位顧問在產業網站的問答裡，其中一位說：過去以為第一面零件再熔一次會掉，後來發現多半不會，因為熔融焊錫的表面張力比濕錫膏大得多（備註表 1）。
階段②：算重量與焊墊面積比
怎麼做：
- 怎麼算：零件重量（g）除以所有焊墊的總面積（平方英吋），得到每平方英吋多少克（來源 1、來源 2）。
- 傳統經驗值：錫鉛時代的經驗法則是 30 g/in² 以下可以放第一面（來源 1）。
- 無鉛的實測：那篇期刊研究裡，無鉛焊錫的零件在 60 g/in² 以下都沒有掉；作者加上兩倍的安全係數，把無鉛的門檻訂在 30 g/in²（來源 1）。
- 錫鉛的實測值是 80：同一篇研究裡，錫鉛在 80 g/in² 以下都沒有掉，加兩倍安全係數後訂在 40 g/in²，作者認為舊的 30 g/in² 相當保守；但論文的結論是，錫鉛與無鉛的比值沒有統計上的顯著差異（來源 1）。
- 顧問的經驗：來源 2 的一位顧問說 35 g/in² 都還算保守，也提到實際做過超過 44 g/in² 的連接器（來源 2）。
- 換成公制：30 g/in² 約等於每平方公分 4.65 g（本文的換算）。
公開資料怎麼說： 前面那篇期刊論文寫到：錫鉛的經驗法則是零件重量除以焊墊總面積小於等於 30 g/in²；它用無鉛試驗板做實驗，沒有加重時沒有任何零件在第二次回焊掉落；無鉛在 60 g/in² 以下、錫鉛在 80 g/in² 以下都沒掉，加兩倍安全係數後，無鉛訂 30、錫鉛訂 40；論文的摘要與結論寫，錫鉛與無鉛的比值沒有顯著差異。前面那段顧問問答裡，其中一位顧問說：用零件重量（g）除以焊墊總面積（平方英吋），保守地說 35 g/in² 以下不會掉，幾乎所有 QFP 與細間距零件都在這個範圍（備註表 1）。
階段③：決定哪一面放什麼
怎麼做：
- IC 多放第二面：來源 2 的一位顧問說，大多數設計會把 IC 放在第二面（來源 2）。
- 例外要特別看：又大又重、腳又少的零件，例如某些陶瓷件，不在經驗法則的範圍內（來源 2）。
- 超過門檻的放第二面：算出來超過門檻的零件，盡量放在第二面，只過一次爐（本文的整理）。
- 連接器與大型件：連接器、變壓器這類較重的零件，先算比值再決定（本文的整理；來源 2 的一位顧問提到做過超過 44 g/in² 的連接器）。
- 一張表列清楚：把第一面每顆零件的重量、焊墊面積與比值列成一張表，交給製程與品保一起看（本文的整理）。
公開資料怎麼說： 前面那段顧問問答裡，一位顧問說：大多數設計的 IC 會在第二面（後過爐、朝上的那一面）；另一位顧問說：每一隻腳與焊墊都貢獻表面張力，加起來足以吊住零件，例外多半是又大又重、只有幾隻腳的陶瓷件（備註表 1）。
階段④：看影響結果的變因
怎麼做：
- 表面處理影響較大：那篇期刊研究比較了四個因子，焊墊的表面處理影響明顯（來源 1）。
- 鋼板厚度也有影響：6 mil 鋼板比 4 mil 的比值高，因為焊錫的接觸面積比較大（來源 1）。
- 錫膏種類與爐內氣氛影響不顯著：同一篇研究裡，這兩個因子的影響不明顯（來源 1）。
- 用實際的條件評估：門檻是在特定的板子、表面處理與鋼板下得到的，換條件時要用自己的板子驗證（本文的整理）。
公開資料怎麼說： 前面那篇期刊論文用實驗設計比較錫膏種類、鋼板厚度、表面處理與回焊氣氛四個因子：表面處理影響明顯，鋼板厚度也顯著（6 mil 的比值比 4 mil 大，因為接觸面積較大），錫膏種類與回焊氣氛不顯著；試驗板的表面處理有 OSP 與鎳金兩種（備註表 2）。
嘉鴻能幫的：
- 掉件或空焊的原因，可能出在錫膏印刷、鋼板設計、回焊爐、PCB 設計或置件位置；嘉鴻工程部可以從這幾處協助您找原因。
- 錫膏印刷：嘉鴻已上線的〈錫膏印刷不良怎麼排查？照印出來的樣子，倒推該換哪一個耗材〉寫到「壓片磨損或鬆脫，會造成刮板行程中 PCB 位移，直接導致印刷偏位、空焊等缺陷。」
- 置件位置：嘉鴻已上線的〈SMT Mounter 程式學習心得分享〉寫到「機台用裝在頭上的 Mark 相機去看板上的 Fiducial Mark，拿實際位置和程式裡的座標比，再把所有置件位置一起修正。」
要量第二面實際經歷的溫度，可參考Wickon SMT 爐溫測試儀，選型請看爐溫測試儀怎麼選。
階段⑤：超過門檻怎麼辦
怎麼做：
- 改放第二面：簡單的做法，只過一次爐（本文的整理）。
- 點膠固定：在第一面先點膠把零件黏住，但要多一道製程、設備與成本（來源 1）；來源 2 的一位顧問也建議，避免不必要的製程步驟，尤其是點膠（來源 2）。
- 分層熔點：第二面用熔點較低的焊錫；但低熔點可能撐不住產品的使用溫度，高熔點又要更高的回焊溫度，可能傷到零件或板子（來源 1）。
- 底部吹冷：第二次回焊時對底面吹冷氣，讓朝下那面（第一面）的焊點維持在液相線溫度以下；缺點是上下面溫差可能帶來應力（來源 1）。
- 另一個背景（不是回焊掉件的對策）：來源 2 的一位顧問提到，貼片零件過波焊已經不受青睞，隨著載具與選擇性焊錫越來越常見，為了過波焊而點膠固定貼片零件的做法已經少了（來源 2）。
- 驗證：用實際的板子過兩次爐，第一面朝下，看有沒有掉件、偏移或焊點異常（本文的整理）。
公開資料怎麼說： 前面那篇期刊論文列了三種防止掉件的方法：第一面點膠，但要多製程、設備與成本；上下兩面用不同熔點的焊錫，但低熔點可能撐不住使用溫度、高熔點可能要更高的回焊溫度而傷到零件；第二次回焊時對底面吹冷氣，讓底面的焊點維持在液相線溫度以下，但上下溫差可能帶來應力；並指出很多零件靠表面張力就能可靠地留在原位。前面那段顧問問答裡，其中一位顧問說：第一面有 IC 時先算比值，避免不必要的製程步驟，尤其是點膠；他也提到，貼片零件過波焊已經不受青睞，隨著載具與選擇性焊錫增加，為了過波焊而點膠的做法已經少了，這講的是波焊，不是回焊掉件的對策（備註表 2）。
嘉鴻能幫的：
- 選擇性焊錫或波焊用的載具要客製時，嘉鴻的〈製程・治具設計〉頁寫「標準品解決不了的，交給我們評估、設計、做出來。」；頁上的「怎麼開始」列了：「一句話或一張手機照片就能開始」「告訴我們幾個數字」（尺寸、數量、使用環境、現在卡在哪）「工程部回覆做不做得出來、怎麼做」「需要的話先小規模驗證再擴大」。
常見問題
Q1：雙面回焊時，第一面的零件會掉下來嗎？
多半不會。第二次過爐時第一面倒掛著再熔一次，但熔融焊錫的表面張力比濕錫膏大得多，每一隻腳與焊墊加起來足以把零件吊住。例外是又大又重、腳很少的零件，例如某些陶瓷件。
Q2：怎麼判斷零件會不會在雙面回焊時掉？
算零件重量（g）除以所有焊墊的總面積（平方英吋）。傳統經驗值是 30 g/in² 以下可以放第一面；一篇期刊研究實測無鉛焊錫在 60 g/in² 以下都沒有掉，作者加兩倍安全係數後仍把門檻訂在 30 g/in²。門檻是在特定條件下得到的，換板子要自己驗證。
Q3：哪些因素會影響雙面回焊掉件？
那篇期刊研究比較四個因子：焊墊的表面處理影響明顯；鋼板厚度也顯著，6 mil 鋼板的比值比 4 mil 高，因為焊錫接觸面積較大；錫膏種類與回焊爐內氣氛的影響則不明顯。
Q4：零件超過門檻怎麼辦？
簡單的做法是改放第二面，只過一次爐。其他做法各有代價：點膠固定多一道製程與設備；第二面改用低熔點焊錫，可能撐不住使用溫度；第二次回焊時底部吹冷，上下面溫差可能帶來應力。
備註：來源與例外
以下給需要核對的人看，不看也不影響上面的做法。您的產品規範、零件廠的資料與自己的驗證結果，和本文不同時，以它們為準。
各階段的出處
| 來源 | 用在哪裡與出處 |
|---|---|
| 來源 1 | 階段①、②、④、⑤：表面張力模型、經驗法則與實測門檻、影響因子、三種防掉件方法；一所大學與一家電子代工廠合寫的期刊論文（學術期刊，2006 年 6 月） |
| 來源 2 | 階段①、②、③、⑤：為什麼通常不掉、35 g/in² 的經驗、IC 放第二面、例外、避免點膠；一家製程顧問公司兩位顧問在產業網站上的問答（產業網站，沒有標日期） |
| 嘉鴻資料 | 「嘉鴻能幫的」；嘉鴻工程部的協助範圍、錫膏印刷不良與置件機程式兩篇文章、製程・治具設計頁 |
表 1｜為什麼不掉與門檻
| 項目 | 公開資料怎麼說 |
|---|---|
| 原理 | 熔融焊錫的表面張力把零件留在原位（來源 1）；比濕錫膏大得多（來源 2） |
| 計算 | 零件重量（g）÷ 焊墊總面積（平方英吋）（來源 1、來源 2） |
| 傳統經驗值 | 30 g/in² 以下（來源 1） |
| 無鉛實測 | 60 g/in² 以下沒掉，加兩倍安全係數訂 30 g/in²（來源 1） |
| 錫鉛實測 | 80 g/in² 以下沒掉，加兩倍安全係數訂 40 g/in²；論文結論是錫鉛與無鉛差異不顯著（來源 1） |
| 顧問經驗 | 一位顧問說 35 g/in² 仍算保守，也提到做過超過 44 g/in² 的連接器（來源 2） |
| 例外 | 另一位顧問說：又大又重、腳少的陶瓷件（來源 2） |
來源：見各列。
表 2｜變因與做法
| 項目 | 公開資料怎麼說 |
|---|---|
| 表面處理 | 四個因子中影響明顯（來源 1） |
| 鋼板厚度 | 顯著；6 mil 比 4 mil 的比值大（來源 1） |
| 錫膏與氣氛 | 影響不顯著（來源 1） |
| 點膠 | 多製程、設備與成本（來源 1）；避免不必要的點膠（來源 2） |
| 分層熔點 | 低熔點可能撐不住使用溫度，高熔點可能傷零件（來源 1） |
| 底部吹冷 | 讓底面焊點維持在液相線溫度以下；上下溫差可能帶來應力（來源 1） |
| 波焊的點膠 | 貼片零件過波焊不再受青睞，載具與選擇性焊錫增加，為過波焊點膠的做法減少；不是回焊掉件的對策（來源 2） |
來源：見各列。
例外與限制
- 看到什麼、沒看到什麼：本文讀到的是 2 份公開資料（一篇期刊論文、一段產業網站上的顧問問答），以及嘉鴻的製程・治具設計頁。沒有讀到雙面回焊掉件的標準。
- 門檻是那次試驗的：來源 1 的門檻來自它的試驗板、零件與兩種表面處理，並加了兩倍安全係數；它的五顆試驗零件裡有一顆 BGA 封裝，本文只取掉件的結果，雙面 BGA 的空洞不在範圍內。來源 2 是兩位顧問的經驗，各人說的內容不同，本文分開寫。換了板子、零件或製程，要自己驗證。
- 單位：來源用每平方英吋的克數，本文保留原單位；公制換算是本文算的。
- 本文的整理：階段③的超過門檻放第二面、連接器與大型件先算、列表，階段④的用實際條件評估，階段⑤的改放第二面與驗證，以及公制換算，是本文的整理；其餘句子都能在來源或嘉鴻的頁面找到對應的敘述。
- 範圍：本文只談第一面零件在第二次回焊會不會掉；雙面 BGA 的空洞、第二次回焊時焊點熔點的變化、波焊與點膠製程的細節，不在範圍內。
- 嘉鴻的協助範圍：「嘉鴻能幫的」只寫嘉鴻工程部的協助範圍與站上已發佈頁面的原句。
本文為一般情況的整理，不是標準條文的轉述，也不是對某一家代工廠或顧問公司的背書，更不構成對您產品與製程的保證。請以您的產品規範、零件廠的資料，以及您自己的驗證為準；此為一般情況，仍需視個案而定。