스루홀 부품의 솔더링 불량 리워크 공정 개선

전자 제조 산업에서 THD(스루홀 장치)의 솔더링 불량은 항상 제품 신뢰성에 영향을 미치는 문제점이었습니다. 최근 특정 모델의 산업용 제어 보드를 대량 생산하는 동안 우리 팀은 DIP 패키지 커넥터에서 일련의 콜드 솔더 조인트 문제에 직면했습니다. 체계적인 공정 개선을 통해 최종적으로 불량률은 8.7%에서 0.9%로 감소했으며, 공급업체의 PCB 재료 특성이 주요 변수 중 하나였습니다.

I. 문제의 배경과 진단

PCBGOGO에서 생산한 양면 FR4 보드를 사용한 제품 배치에서는 웨이브 솔더링 후 다음과 같은 전형적인 결함이 관찰되었습니다.

· 불충분한 솔더링 상승 높이(IPC 표준에서는 ≥75% 보드 두께가 필요함)

· 콜드 솔더 특성을 지닌 솔더 조인트(무디고 거친 표면)

· 일부 비아에서 구리박 벗겨짐

실험실 분석 결과 다음이 밝혀졌습니다.

· 재료 요인: 유리 섬유 직물 직조 밀도의 차이로 인해 국부적인 열 전도가 고르지 않게 되었습니다.

· 공정 요인: 수동 재작업 솔더링은 재료 특성에 따라 온도 프로파일을 조정하지 않았습니다.

· 설계 요소: 일부 비아-핀 직경 비율(비아 직경/핀 직경)은 권장 값인 1.5보다 낮은 1.3으로 설계되었습니다.

II. 목표 개선 조치

1. 온도 매개변수 최적화

PCBGOGO 보드의 유리 전이 온도(Tg = 140°C)를 고려하면 다음과 같습니다.

솔더링 인두 온도는 원래 350°C에서 동적 모드로 조정되었습니다.

· 예열 단계: 280°C에서 3초간(플럭스 활성화)

· 솔더링 단계: 2초 동안 380°C(납 침투 측정이 최적임)

치즐 팁이 있는 HAKKO FX-951 솔더링 스테이션을 사용하여 열 회복 시간이 40% 단축되었습니다.

2.웨팅 보조 기술

활성 수준이 ROL1인 무세정 플럭스 사용(예: AMTECH NC-559):

"2단계 습윤 방법" 개발:

· 먼저 솔더링 제거 브레이드를 사용하여 오래된 솔더링을 제거합니다.

· 바늘 끝을 사용하여 비아 벽에 플럭스를 적용합니다.

· 솔더링하는 동안 솔더링 인두 팁과 비아 벽 사이에 30° 각도를 유지하십시오.

3.강화된 공정 제어

PCB에 대한 입고 재료 검사 기록을 확립했습니다(유전율 및 Z축 팽창 계수에 초점).

스루홀 구성요소에 대해 "3개 구역 온도 모니터링"을 구현했습니다.

· 5±5°C)핀 루트 (목표 온도 215±5°C)

· 비아 벽 중간부 (목표 온도 195±10°C)

· 솔더 패드 표면 (목표 온도 230±5°C)

III. 시행효과 검증

개선 후 500세트의 샘플 기계가 지속적으로 생산되었습니다.

· 단면 분석에 따르면 솔더 충전율이 68%에서 93%로 증가한 것으로 나타났습니다.

· 열 사이클링 테스트(-40°C ~ 125°C)의 합격률은 100%였습니다.

· 부품당 재작업 시간이 평균 4.2분에서 1.8분으로 단축되었습니다.

IV. 경험 요약

· 다양한 공급업체의 PCB 재료 열 매개변수는 별도로 문서화해야 합니다. 예를 들어, 이 경우에 사용된 재료의 CTE는 270°C 이상에서 크게 변했습니다.

· 고밀도 스루홀 레이아웃의 경우 계단식 재작업 순서를 사용하는 것이 좋습니다. 접지 핀을 먼저 솔더링한 다음 신호 핀을 솔더링합니다.

· 수동 재작업 솔더링 중에는 온도 설정보다 솔더링 인두 팁 선택이 더 중요합니다. 미세하게 오목한 끌 팁을 권장합니다.

참고: 이 기사에 언급된 공정 매개변수는 특정 장비에 따라 조정되어야 하며 특수 재료에 대해서는 공급업체의 기술 매뉴얼을 참조하는 것이 좋습니다.