许多工厂内负责制程(Process)或是SMT技术的工程师经常会碰到电路板零件发生空焊(solder empty)、假焊(de-wetting)或冷焊(cold solder)这类焊不上锡(non-wetting)的不良问题，不论制程条件怎么改或是回流焊的炉温再怎么调，就是有一定焊不上锡的比率。这究竟是怎么回事?
撇开零件及电路板氧化的问题，究其根因后发现有很大部份这类的焊接不良其实都来自于电路板的佈线(layout)设计缺失，而最常见的就是在零件的某几个焊脚上连接到了大面积的铜箔，造成这些零件焊脚经过回流焊后发生焊接不良或墓碑效应(tombstone)问题，有些手焊零件也可能因为相似情形而造成假焊或包焊的问题，有些甚至因为加热过久而把零件给焊坏掉。
一般PCB在电路设计时经常需要铺设大面积的铜箔来当作电源(Vcc、Vdd或Vss)与接地(GND，Ground)之用，这些大面积的铜箔有时候可以在电路板的最上及最下层被眼睛观察到，但更多这类铜箔则被藏在电路板的内层中（多层板），难以用眼睛察觉，这些大面积的铜箔一般会直接连接到一些控制积体电路(IC)及电子零件来达到通电讯号通讯的目的，想要查看电路板上零件有否类似的问题，需要借助电子佈线工程师的帮忙，查看电路板的Gerber设计。
零件引脚落在大面积铜箔容易发生虚焊、被动元件单端接大面积铜箔容易则发生墓碑效应
不幸的是如果我们想要将这些大面积的铜箔加热到融锡的温度时，比起独立的焊垫通常需要花比较多的时间（就是加热会比较慢），而且散热也比较快。当这样大面积的铜箔佈线一端连接在小电阻、小电容这类 small chip 零件，而另一端不是时，就容易因为融锡及凝固的时间不一致而发生墓碑效应；如果迴流焊的温度曲线又调得不好，预热时间不足时，这些连接在大片铜箔的零件焊脚就容易因为达不到融锡温度而造成虚焊的问题。
人工焊接（Hand Soldering）时，这些连接在大片铜箔的零件焊脚则会因为散热太快，而无法在规定时间内完成焊接，最常见到的不良现象就是包焊、虚焊，焊锡只有焊在零件的焊脚上而没有连接到电路板的焊垫，从外观看起来，整个焊点会形成一个球状；更甚者，作业员为了要把焊脚焊上电路板而不断调高烙铁的温度，或是加热过久，以致造成零件超过耐热温度而毁损而不自知。
既然知道了问题点就可以有解决的方法，一般我们都会要求採用所谓【Thermal Relief pad（热阻焊垫/限热焊垫）】设计来解决这类因为大片铜箔连接零件焊脚所造成的焊接问题。参考文章最上面的图片，左边的佈线是没有施作【Thermal Relief】的焊垫，可以发现有五个焊垫的四面全都连接到了一大片的铜箔，这样就很容易发生我们上述的温度不足所产生虚焊的问题；而右边的佈线则已经施作了【Thermal Relief】的改善，可以看到焊垫与大片铜箔的接触面积只剩下最上面及下面的细小线路，这样就可以大大限制焊垫上温度的流失，达到较佳的焊接结果。
下面的图片也是一些【Thermal Relief】建议改善的方法，基本上就是减少大片铜箔与焊垫接触的面积来达到限制温度的目的，一般我们会建议【Thermal Relief】的佈线宽度最大不要超过焊垫宽度或长度的四分之一，这样才能有效减缓热流失。
- Thermal Relief 在焊垫宽度的最大线路宽度建议 = 焊垫宽度 x 0.25
- Thermal Relief 在焊垫长度的最大线路宽度建议 = 焊垫长度 x 0.25
大面积铜箔对波焊(wave soldering)的品质影响更胜SMT制程
另外，焊脚连接大面积铜箔不只会影响SMT的吃锡，它其实也会影响波焊制程中通孔零件焊脚的填锡率，甚至对波焊品质的影响更甚SMT，因为回焊炉的加温时间比较长，有机会透过profile的调整来克服大面积铜箔的影响，但是波焊的加热时间则非常短，真正吃锡时间大概只有3～5秒，而波焊的预热也不太足够，这就让波焊的制程窗口变得极窄。
大陆对【thermal relief】的称唿
【Thermal Relief】在对岸大陆被称为【花焊盘】或【热风焊盘】或【热焊盘】，因为大部分的 thermal relief 都会将焊垫与铜箔的接触点设计成「十」字形，来达到平均并减少与铜箔接触的面积，因为可能会有好几层的铜箔线，叠起来就更像是一朵花了。
限热焊垫(thermal relief)对产品设计的影响
不过有一点需要提醒大家，有时候为了某些原因，比如说高频板为了避免讯号被干扰，电子或RF设计工程师会坚持某些内层或外层一定得将焊垫全部连接到大片铜箔，他们认为焊垫做成一字型或十字型细线会造成电感效应产生磁力，进而影响RF响应，一旦线路定了，日后就很难改，因为要重新验证。所以，188金宝搏苹果下载 会建议在产品设计之初就需尽早要求佈线工程师尽量把【thermal relief】设计进去，经过一次次的试产验证，等电气上有问题再逐步加回来，否则一旦电路板经过认证，要再修改可能就难上加难了。
（188金宝搏苹果下载 为机械背景，以上文章仅为个人见解，如有不同看法及意见，欢迎留言讨论）
延伸阅读：
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188金宝搏苹果下载 大神请问一下
以0402电容来说
一边pad会接触大面积的铜
焊盘离大面积铜的走线距离有规范或建议值吗?
类似以pad面积来推算对应距离??
谢谢!!
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Vick,
你的描述并不是很精确，也可能是你对限热焊垫的功能有所误会。把焊垫比喻为一个水桶，将一个无底的水桶整个放进大池塘里(大面积铜箔)，对水桶注水(对焊垫加热)，就相当对大池塘注水(大铜箔加热)，因为所加的水就直接流到大池塘里了。限热焊垫就相当于把水桶的底封住，然后在水桶的边缘挖几个小孔(连接焊垫与大铜箔的线路)，再对水桶注水，视水桶开孔的大小及数量，这时候水就只会有一部分往大池塘流，而不是全部了，这就是限流，在热力学上就是限热。
那你觉得水桶与大池塘距离多远比较好才能限制水桶的水流出去的速度？答案应该是孔的大小与数量，与距离没有太大的关系。
回到限热焊垫，焊盘离大面积铜箔走线距离建议值应该多少？，你应该重视的是连接焊垫与大面积铜箔的线路大小与数量，而不视距离。你可能会说热量也可能从铜箔以外的地方传递？你想多了，铜箔传递热量的速度比其他材质快多了，你唯一应该考虑的是PCB的制程能力，多大距离是板厂能做得到不会出现短路的。
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意外发现你的内容直接被原封不动 Copy到该厂商的网页资讯…
http: //www.greattong.com/archives/view-465-1.html
你可以去查看一下, 谢谢 !!
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BK,
这是大陆网站惯犯，还会将188金宝搏苹果下载 的名字改成该公司，就连图片也会改浮水印。不知有何方法可以对付？
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“大面积铜箔”一般怎么定义？且必须是接地铜箔么？
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nisty,
这个[大面积铜箔]的大小似乎没有绝对值，它基本上还是得看零件的大小与对应另一端小面积铜的尺寸。
基本上以PCB layout来说，应该要养成习惯，只要焊垫的周围都被大铜箔所包覆时，就应该考虑设计thermal relief。
不是只有接地会有大面积铜，其他如Vcc、Vss也会有大铜箔
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您的文章在一个网站一模一样被copy喔…
http:// www. greattong.com/archives/view-465-1.html
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欧透,
这个大陆网站是惯犯，而且大剌剌的抄，还将188金宝搏苹果下载 的名字改成它的公司名，连图片也改成它的浮水印，真的是有够无奈。
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188金宝搏苹果下载 大神，您好！我们最近有一些fpc的板子做焊锡性测试（测试条件是255度，涂完flux 1分钟后浸到锡炉里3s取出）发现很多小pad（大小：0.18＊0.38mm）不上锡，试了变换浸入锡炉的角度，和升高锡炉温度还是会有整个pad不上锡的问题。帮忙看下会是啥问题
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mark,
说真的你所提供的讯息不足～
焊垫不上锡，基本上就是热能小于焊垫的表面能，如果是波焊还要考虑是否有阴影效应未沾锡的问题。
建议你先看看温度是否足够，也可以考虑用电烙铁试看看是否可以吃锡来验证。
另外焊垫氧化后表面能会增加，就需要更多的热能才能吃上锡。
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感谢回复，我们有做测试将pad表面擦拭干净或者升高炉温再浸锡，依然不上锡。测试刷锡没问题，是不是独立的小pad浸到锡炉里有张力所致？
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mark,
建议你要检查你的FPC载具是否对这些焊垫造成阴影效应或是载具有无定位固定好FPC，导致在锡炉前翘曲变形，最终造成焊垫没有沾到锡池中的锡液，其次看看助焊剂是否有无喷到这些焊垫，要实际装传真感应纸在载具上测试检查是否有沾到助焊剂。
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为了打件厂良率, 看来画 polygon 时, 还是继续用 Relief 比较安全..
因为这几年, 有看了一些 对电气特性比较好 的说法, 让我有点考虑想换成 Direct ..
不过 有打件厂实战经验 这边的说法, 我看还是比较重要.
因为没必要为了增加那一点电气特性, 搞不好还 增加无感, 而去冒险 全面改成 Direct.
而且以前都用 Relief, 那些跑 3A、5A 的 PAD, 其实也没遇什么 电气特性不良上 的 麻烦事.
等有遇到几个更大电流的 PAD, 再对这几个特别处理就好了..
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本文:达到[教]佳的焊接结果，有错字喔
我家从小干代工这一行的，但我还是看你的部落格学到了不少东西，感谢啦~!
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您好：
上文描述”将这些大面积的铜箔加热到融锡的温度时，比起独立的焊垫通常需要花比较多的时间（就是加热会比较慢），而且散热也比较快。”
PCB中铜箔的比热容较大，正常理解应该是快热快冷的，先生表达的为慢热快冷，是否可以为我解惑？
非常感谢
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ZHUWEI,
几个方向给你思考:
1.铜箔快热快冷取决于能量可以无限量供应，回焊炉或是烙铁加热并不是热量无限供应。
2.同样的铜箔，面积越大就需要越多的热能才能升温。
3.PCB的大面积需要焊接的铜箔，基本上都会覆盖上绿漆，绿漆与铜箔对比，绿漆会阻隔热量的传递。
所以…自己想啰!
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谢谢熊大的说明 小弟了解了
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请问一下，人工焊接时更换功率较高的烙铁，这方式效果会比较好吗?
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首先必须说明，人工焊接本身就是一个不确定因素。
第二要了解，零件及PCB本身可以承受多少热能是固定的。
第三要考虑散热的问题。
所以焊接时温度一定要让零件脚、焊垫、锡膏全部达到融锡的温度才能焊接，缺一不可。
当PCB的焊垫容易散热，就会增加烙铁加热的时间，可是其他零件却是持续增温，能不能受得了？
反覆的在铜一个地方局部加热，焊垫容易脱落，因为加热又施力。
功率的较高的烙铁意谓可以迅速补充因为加热其他物体后被带走得热能，得以让PCB焊点快速加热并达到维持温度的效果，达到维持温度的效果，可是如果相对的加热时间过久，就容易超过被加热物所能承受的热能，造成损伤。
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感谢分享，一般protel已有铺铜功能，且好像有防呆措施；并不会让你有整体的地中间加上一个pad的机会。
但如果没有注意到，并不会特别在意这样的原因，偶尔就会疏忽掉这的问题
对一些学习layout的人员是很好的建议，感谢。
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流浪鸟;
谢谢分享，其实这篇文章最主要对象是写给制造工厂的，
这些朋友一般比较欠缺PCB layout的观念，
让他们在Review新产品的时候可以多加注意一些设计上的问题，
有时候在设计上小小动一下，就可以解决掉制造工厂内长期的不良。
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