鉛フリーの手はんだ付け条件

Question

FR-4のCuスルー基板にコネクタを手はんだ付けしていますが、レジスト割れ・パッド剥離・はんだ上がり不足が発生して困っています。
コテ先温度は330℃(70W)-5秒以下で、使用はんだ材は、Sn-3.0Ag-0.5Cuです。
基板メーカ(国内メーカ)に基板の耐熱(手はんだ付け条件)を確認したら、300℃以下で5秒以下と言われました。
基板の耐熱(レジスト割れ・パッド剥離)を考えると、コテ先温度を下げなければならないし、はんだ上がりを考えるとコテ先温度を上げたいし.....。
因みにはんだ付け作業時には基板を150℃位予熱をしています。
皆さんのお力をお貸し下さい。
宜しくお願いします。

Accepted Answer

・レジスト割れ
　・作業者の技能にもよりますが、ランド寸法に対するコテの先端形状を再考した方が良いでしょう。

・パッド剥離
　・基板の厚み方向熱膨張と、Pbフリーはんだの熱収縮との関係で発生するため、ゼロにするのは難しいでしょう。設計上、ランドからの引出し線断線の心配が無いことを証明（ランド剥離品の冷熱試験，シミュレーション等）し、ランド剥離そのものは許容するという解しか無いと考えます。
　　民生大手はだいたいこの手で流しています。

・はんだ上がり
　・基板の予熱：大気で行うと酸化という逆効果が懸念されますので、可能であればN2雰囲気中がベストと考えます。
　・部品めっき：２面めっき，４面めっきで、はんだ上がりは全く異なります。４面めっきでないと難しいでしょう。
　・基板厚み：1.6mm以上ある基板であれば、330℃で上げるのは難しいでしょう。
　・コテ温度：350℃400℃の中に最適値があると思います。（N2はんだコテなら尚良いです）
　・時間：反対面の温度が上がるまで、糸はんだは刺さない事です。
　・糸はんだ：いろいろ市場に出回っているので試してみると、上がりが全然違います。各社まだ開発途上で競争していますので、変えてみるのも一つのです。
　　　　　　　また、線形×長さの面で言えば、「細い線形で長く」のほうが、「太い線形で短い」よりも、糸はんだを注した時の温度ドロップが抑えられます。

Answer

コテ先温度330℃と聞いて驚きました。
私の職場では共晶半田でも350380℃の間で使用しております。
温度が低すぎるのではないでしょうか？
それと半田ゴテですがN2対応のもの（先から窒素が吹き出すもの）、これはかなりの効果があります。
窒素を吹き出すものですからコテ先温度が若干下がります。
私の職場では10℃下がりました。
これを見越して設定390℃で使用、実際のコテ先温度は380℃でとても良い半田付けができました。
何かの参考になれば幸いです。

Answer

・弊社でのガラエポ基板での半田付けは、
３６０℃３００℃で行っています。部品スペックや基板の状態（厚さ、パターン）により調整しています。
　私は基板厚11.6mmの場合、３４０℃３６０℃で２３秒の作業を行っています。これまで加熱過剰によると思われるクレームはありません。

・鉛フリー半田の場合、スルーホールの半田上がりは、ご経験の通り悪いです。もし基板面まで半田を上げる必要があれば、前もってスルーホールにフラックスを塗布しておく等の処置が必要かと思います。
　客先様との調整で、半田吸い上げ基準の見直しをされてはいかがでしょうか。

・基板の余熱は良い考えだとおもいますが、１００℃以下に抑えたほうが良いのでは？

・鉛フリー半田を、低い温度で半田付けしてもラチがあきません。高めの温度で手早く処理したほうが良いのではと思います。もちろん注意を払って。

鉛フリーの手はんだ付け条件について