業界産業／通信（グローバル計測機器）
主な機能:PTHはんだ付け · 選択はんだ付け · 機械的強度解析 · プロセスのハードニング · IPC-A-610 準拠
概要
高信頼性の接続システムにおいて、スルーホールめっき（PTH）コネクタの機械的強度は、長期的な運用安定性にとって極めて重要です。計測機器分野の世界的リーダー企業向けのプロジェクトにおいて、コネクタ端子とPCBホールの設計不整合により、当初ははんだ充填率が不足し（IPCの75％しきい値を下回る）、この弱点が物理的ストレス下でのコネクタの脱落を招いていました。パッド形状の最適化、はんだ付けプロセスの改善、および…X線検査エンジニアリングチームは故障リスクを排除し、生産開始から3年間にわたり再発ゼロを達成しました。
背景
本製品は、ケーブルの抜き差しが頻繁に行われる産業環境において、中核となる通信モジュールとして機能します。これらの「挿抜」サイクルによる機械的ストレスは、メインコネクタのはんだ接合部に集中します。はんだ充填が不十分な場合、接合部はこれらの力に対抗するために必要なてこの作用を欠き、その結果、パッドの剥離やコネクタの完全な脱落につながります。
課題
はんだ充填不足端子径と穴径の比率が最適ではなく、はんだが穴を垂直方向に立ち上がるのが困難でした。
機械的故障リスク：標準的な運用上の取り扱い中に、脆い接合部やはんだ不足の接合部が原因でコネクタが外れていた。
IPC不遵守充填率に一貫性がなく、クラス2およびクラス3の電子機器に求められる垂直方向75％の充填を頻繁に下回っていました。
エンジニアリングインサイト
PTH 接合部におけるはんだの「ウィッキング」効果は、熱容量と毛細管現象によって支配されます。コネクタピンと PCB バレル間の熱バランスが不均一だと、はんだは適切に流れません。パッドの「サーマルリリーフ」設計を最適化し、選択はんだ付けによって局所的にはんだ付け温度プロファイルを高めることで、溶融はんだが表面張力に打ち勝ち、穴全体にわたる充填を達成できるようにします。
最適化戦略
パッドおよびホール設計の最適化ピンとホール間のクリアランスを調整するためにPCBレイアウトを修正し、毛細管現象による流動性を向上させました。
選択はんだ付けの実装から移行手はんだ付けプログラムされた選択はんだ付け工程により、一貫した加熱と正確なはんだ量を実現します。
プロセスの強化フラックスの適用方法と予熱温度を最適化し、PCBバレルが濡れ性を得るために十分に活性化されるようにした。
X線検査プロトコル：重要なコネクタについて、充填深さと接合部の密度を確認するため、必須の 100% X 線検査を実施した。
結果
完全なIPCコンプライアンス一貫して75％の最低要件を大きく上回る90％超のはんだ充填率を達成。
現場での故障を排除しましたコネクタの脱落問題を無事に解決し、過去36か月間、現場での不具合報告はゼロでした。
機械寿命の向上：堅牢なはんだ接合部により、装置の「嵌合サイクル」耐久性が大幅に向上し、産業環境におけるより長い使用寿命が確保されました。
当社の先進的なはんだ付けおよび検査技術により、高ストレスがかかる接合部でも、最も厳しい機械的基準を満たすことができます。
