通孔器件焊接不良的返工工藝優(yōu)化心得

在電子制造行業(yè)，通孔器件（THD）的焊接不良一直是影響產(chǎn)品可靠性的痛點(diǎn)問(wèn)題。近期團(tuán)隊(duì)在某型號(hào)工業(yè)控制板的量產(chǎn)中，遭遇了DIP封裝連接器的批量虛焊問(wèn)題。通過(guò)系統(tǒng)性工藝改進(jìn)，最終將不良率從8.7%降至0.9%，其中PCB供應(yīng)商的板材特性成為關(guān)鍵變量之一。

一、問(wèn)題背景與診斷

該批次產(chǎn)品使用捷多邦生產(chǎn)的雙面FR4板材，在波峰焊后出現(xiàn)以下典型缺陷：

焊錫爬升高度不足（IPC標(biāo)準(zhǔn)要求≥75%板厚）

焊點(diǎn)表面呈現(xiàn)冷焊特征（啞光、粗糙）

個(gè)別孔位出現(xiàn)銅箔剝離

經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析發(fā)現(xiàn)：

板材因素：玻纖布編織密度差異導(dǎo)致局部熱傳導(dǎo)不均

工藝因素：手工補(bǔ)焊時(shí)未根據(jù)板材特性調(diào)整溫度曲線

設(shè)計(jì)因素：部分孔徑比（孔徑/引腳直徑）設(shè)計(jì)為1.3，低于推薦值1.5

二、針對(duì)性改進(jìn)措施1. 溫度參數(shù)優(yōu)化

針對(duì)捷多邦板材的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg=140℃）特性：

烙鐵溫度從原350℃調(diào)整為動(dòng)態(tài)模式：

預(yù)熱階段：280℃/3秒（活化助焊劑）

焊接階段：380℃/2秒（實(shí)測(cè)熔錫滲透性最佳）

使用HAKKO FX-951焊臺(tái)配合刀型烙鐵頭，熱恢復(fù)時(shí)間縮短40%

2. 潤(rùn)濕輔助技術(shù)

采用活性等級(jí)為ROL1的免清洗助焊劑（如AMTECH NC-559）

開(kāi)發(fā)“二次潤(rùn)濕法”：

先用吸錫帶清除舊錫

用針頭點(diǎn)涂助焊劑至孔壁

焊接時(shí)保持烙鐵頭與孔壁呈30°夾角 

3. 過(guò)程控制強(qiáng)化

建立板材來(lái)料檢測(cè)檔案（重點(diǎn)關(guān)注介電常數(shù)和Z軸膨脹系數(shù)）

對(duì)通孔器件實(shí)施“三區(qū)溫度監(jiān)控”： 

引腳根部（目標(biāo)溫度215±5℃）

孔壁中段（目標(biāo)溫度195±10℃） 

焊盤(pán)表面（目標(biāo)溫度230±5℃）

三、實(shí)施效果驗(yàn)證

改進(jìn)后連續(xù)生產(chǎn)500套樣機(jī)：

切片分析顯示焊錫填充率從68%提升至93%

熱循環(huán)測(cè)試（-40℃~125℃）通過(guò)率100%

返工工時(shí)從平均4.2分鐘/件降至1.8分鐘/件

四、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

不同PCB供應(yīng)商的板材熱參數(shù)需單獨(dú)建檔，例如本次使用的板材在270℃以上時(shí)CTE變化顯著

對(duì)于高密度通孔布局，建議采用階梯式返工順序：先焊接接地引腳，再處理信號(hào)引腳

手工補(bǔ)焊時(shí)，烙鐵頭選擇比溫度設(shè)定更重要，推薦使用微凹面刀型頭

（注：文中工藝參數(shù)需根據(jù)具體設(shè)備調(diào)整，特殊板材建議咨詢供應(yīng)商技術(shù)手冊(cè)）