本文分享3个Wave soldering DOE实验总结, 提供给大家，希望大家在后续的波峰焊工艺改善过程能够有所帮助，内容如下：

1、 PTH Thermal Relief & SMD to PTH Spacing DOE

2、Wave solder  & Touch up 銲锡不良之改善DOE

3、轮辐状连接垫设计DOE

一、 PTH Thermal Relief & SMD to PTH Spacing DOE

1、实验目的：

为改善PTH上锡率，需找出影响上锡率之显著因子，本计划以电容元件之Carrier与PCB设计两方面，探讨其对于上锡性之影响。

2、评估项目：

1）主实验

针对不同表面处理、PTH Clearance 、Ring Width、Carrier Aperture size、 Carrier Aperture angle、 Contact area做六因子三水平之全因子实验。

2）副实验

a. 不同连接位置对上锡性之影响

b. 新线路设计对上锡性之助益

c. 以不同之线路截面积观察上锡率之变化

3、预期效益

a. 分析不同表面处理与线路截面积PCB之上锡性显著因子与最佳参数，给RD与PSE作为设计参考与调整策略依据。

b. 分析不同贯穿孔线路截面积之上锡性作为目前生产限制依据。

4、实验结果分析 – 主实验

1）Contact area、 Clearance、Aperture Size对上锡性影响贡献较大 (占83.36%)

a. Clearance对上锡性贡献度大建议采取统一规范：11mil

b. Aperture size与上锡率成正比、Contact area与上锡率成反比

2) 将实验上锡率、搭配Carrier 开孔与角度给予建议值

依75%与50%制程标准，将实验样本转换为常态分布，推估DPPM制表如下：

5、实验结果分析 – 副实验

1）以接触截面积与上锡率关系图分析，816mil2 与 912mil2 连接截面积时，平均上锡率由92%下降至60%，因此 816mil2 为目前设备限制。

将上锡率与连接截面积依照75%与50%制程标准，将实验样本转换为常态分布，推估DPPM制表如下：

2）连接层靠锡波面上锡较佳，平均上锡率约相差15%

ANOVA主效用分析图：显示两者有显著影响

3）Via设计上锡较佳，平均上锡率约相差40 %

ANOVA主效用分析图：显示两者有显著影响

6、DOE实验总结：

1) 为使连接大铜箔的PTH达到上锡性50%的要求，应根据PCB Layer连接线路总截面积(contact area)来预留SMD to PTH Spacing。

2) 预设条件：PAD design：PTH Clearance 单边11mil 、PTH Ring Width 9或13mil 、Trace Length 8mil

3) SMD to PTH Spacing base on 3σ(标准差)

二、 Wave solder  & Touch up 銲锡不良之改善DOE

1、背景与目的

1）客人验货MB批退率达18%之高且大都为PCBA外观残留锡渣锡珠异物等！远超过2007年10%之年度目标。

2）针对波峰焊(W/S)及烙铁维修(T/U)所衍生之不良进行探讨及改善，以提升产线制程之直通率(FPYR) 。

3）满足客人对产品焊接质量提升之要求，提升客户满意度。

4）对策拟定

a. 制程工艺参数改善部分， 将进行制程参数最佳化DOE实验，因子包括：Flux喷量、预热温度、轨道仰角、沾锡时间。

2、实验因子

实验因子请见如下表格

3、DOE DPPM结果

4、SN 短路、锡不足、饱锡 比回应图(望小)

1）最佳制程参数组合： Flux喷量大小1400ug/in2、预热温度115℃、轨道仰角5度、沾锡时间8秒。

2）对于良率结果DPPM影响显著因子为： 轨道仰角

5、短路、锡不足、饱锡 变异数＆贡献率

1）变异数分析结果DPPM影响显著因子为轨道仰角、预热温度

2） 贡献率分析结果：轨道仰角61.3%、预热温度19.7%

6、短路、锡不足、饱锡 反应曲面分析

1）轨道仰角与预热温度反应曲面最佳预测值：

轨道仰角小于5度，预热温度100~120℃时；则DPPM为1518。

2）从经验中得知：

a. 整体DPPM为反应变量时，符合预热温度需达Flux供应商建议温度，使助焊剂能够活化助于清洁PCB铜箔面；如果预热温度太高时，则又可能会对固形物太低的免洗助焊剂不利。

b. 轨道仰角越小时，PCB于沾锡过程中能获得较多之沾锡面积与较大之热质量；对于锡不足不良现象有较佳之改善。

7、短路、锡不足、饱锡DOE总结

1） SN比回应图分析部分：

a. 最佳制程参数： Flux喷量1400ug/in2、预热115℃、轨道仰角5度、沾锡时间8秒。

b. 对于良率结果DPPM影响显著因子: 轨道仰角

2）变异数分析部分：

a. 变异数分析结果DPPM影响显著因子: 轨道仰角、预热温度

b. 贡献率分析结果: 轨道仰角61.3%、预热温度19.7%

3）反应曲面分析部分：

轨道仰角小于5度，预热温度100~120℃时；则DPPM小于1518。

三、 轮辐状连接垫设计DOE

1、全因子设计实验

筛选出七个影响上锡率的因子，包括四个PCB设计相关因子、一个材料因子及二个制程相关因子，实验因子及其水平配置如下表。

2、常态检定

3、设定分析参数与观察分析结果

4、资料统计分析 ~ 分析步骤

1） 主效用及交互作用

5、 设定分析参数与观察分析结果

6、相关性分析

1）由于生产线PTH上锡率检验标准是以每个元件各Pin脚之最低上锡高度，而本实验分析结果是以平均值代表PTH上锡率。因此，利用相关性分析R2判定 “最低上锡高度”与 “平均上锡高度”之间相关性，如果两者具相关性，即采用目前以 “平均上锡高度”进行变异数分析，如相关性不显著，则采 “最低上锡高度”来计算上锡率。

2）由图中得知线性相关系数为0.97，P<0.05，即可以说明 “最低上锡高度” 与 “平均上锡高度”且呈现正相关。可知使用平均上锡高度足以代表上锡率，亦表示量测所得有关平均上锡率是可用的。

以上DOE实验，仅代表个人的观点，提供给大家参考，如果有不足之处，欢迎大家提供宝贵意见！