ハンダ面のフィレット不足について

Question

多品種少量で基板を製作しています（ラインのような大きな製造設備ではありません）

鉛フリー噴流式フローハンダ槽の製造設備は卓上型で、シングルウエーブを使用しています。
フラックス噴霧→プリヒート→噴流装置までが5～6ｍくらいしかない小さな設備です。
プリヒートは、シーズヒーターを使用しています。

いつ頃からかわからないのですが写真のような不具合が発生し、プリヒートや噴流条件、フラックス変更等・・・適正な条件を模索中ですが、無くならず原因が分かりません。

例えば1LOTが100枚とすると、全ての基板に発生するわけではありませんが、多いものでは7割～8割ぐらいの確率で、だいたい同じ種類の部品が実装してある場所に発生します。

製造している全種類の基板に発生しているわけでもありません。

噴流装置のハンダ自体に問題があるのでしょうか（成分分析は近年行っていません）、それとも噴流条件に問題があるのでしょうか・・・もしくは他に原因があるのでしょうか。

よろしくお願いいたします。

Answer

起動から運用中の温度を、機器の設置時から、
　毎日ノートに、記録しておくべきだったのです。
5000円のテスターでさえ熱電対温度計が付いているのに
　まさか、持っていないのですか？

>だいたい同じ種類の部品が実装してある場所に発生します。
放熱量の違いが原因かもしれません。メッキの違いもありますが。

Answer

まずいですね。 経年変化で不良になります。

温度は正しく測っているのでしょうか？
だんだん悪くなるのは、センサーあたりが原因かと。

Answer

はんだの専門部分については知見がないので回答できませんが、不具合解析という観点からの定石を。

適正な条件を模索中との事ですが、その前にまずどの条件の時に多発しているかをハッキリ捕まえましょう。
『1LOTが100枚とすると、全ての基板に発生するわけではありませんが、多いものでは7割～8割ぐらいの確率』『同じ種類の部品が実装』との事なので、この辺りをより詳細にデータ分けしましょう。
また発生している時間はどうか。使用する機械はどうか(一台きりなら別ですが)。ハンダその他の差異はどうか。

このようにしていくと、おそらく「この条件ではこういう傾向がある」という物が浮かび上がってくると思います。
データ量が充分であれば、ヒストグラムや相関係数でもけっこう原因の絞込みは可能です。

アレコレと試行錯誤をするのもいいのですが、まずは「どのような要因で起きているか」を見定め、それを元に「どんな原因が仮説できるか」を考えた後、その仮説の実証としての条件変更などを行う。
このようなプロセスの方が、トータルでは早くすむものですし、また再発防止にもなります。

Answer

数枚の画像だけで判るわけはないので不良解析できる人に依頼しましょう
リフロー装置メーカーや工業試験所に相談されたりするとかもあるかと。

で、とりあえず当てずっぽうで・・・
(1)パターン間で品質に顕著な差があるので、ますはそこをヒントにして狙う
はんだがツノではなく引けになっているので、成分構成がおかしくなっているか、はんだ温度が高すぎるのか、無鉛はんだにしても古い製品みたいな色で普通ではない印象ですね。
(2)二層基板でヌケが出ているホールは表側が広いベタとかの可能性はないですか？
基板側のプレヒートは足りないのに、はんだ付けを成立させるためにはんだ槽の温度を高めにしたりすると、はんだは短時間で劣化してボロボロになります。
で濡れ性確保できなくて温度境界のとこから落ちちゃう。
(3)そもそもフラックスとかの塗布品質が悪く見える
自分だったらはんだ付け前に不合格にするレベルですね
まずは不良のパターンに手付けではんだしてみてきれいに修正できるか試行。
手付けでもサッと行かないようであれば基板側も問題を抱えていると思います。

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