通孔再流焊接技術的知識總介

4 焊膏涂覆工藝

通孔再流焊技術的關鍵問題是由于焊點結構不同，導致通孔焊點所需焊膏量要比表面貼裝焊點所需焊膏量大，采用模板印刷的方法不能同時滿足通孔元件及表面貼裝元件所需焊膏量。要獲得良好的焊接效果，就要確保通孔再流焊基板各通孔焊盤上焊膏量恰到好處，否則會出現填錫不足等缺陷，如圖3所示，導致在機械載荷作用下焊點強度會降低。

模板厚度一定尺寸一定時，為了滿足足夠的焊膏量，一般可以通過改變印刷參數來控制或采用分級模板印刷技術。模板如果太厚可以印刷兩次，第一次專印通孔部分，第二次全部印刷一次。焊膏印刷量與通孔的下表面保持水平即可，如果太多，當元件插入孔中時，一部分焊膏被擠出。在未焊接前，這一部分錫可能會掉下來而帶走孔中的一部分錫。

傳統模板設計和焊膏印刷技術的有機結合，可以改善通孔再流焊印刷工藝，比如改進印刷圖案，擴大印刷面積，如圖4所示。焊點所需合金體積必須根據引線形狀、通孔直徑、和基板厚度來確定要填充的釬料量，然后按所要求的填充百分比計算所需要的焊膏數量。估計焊膏中的金屬含量大約為體積的50％，計算公式如下：

8MR Yr:E!WVs=(Vh-Vl)×2 (1)

其中：Vs為填充通孔所需焊膏的體積，Vh為通孔的體積，Vl為引腳插入通孔部分的體積。2U)H/r6_ys  

所需印刷面積印刷合計體積乘以調整系數F，其一般為0.6～1.O。但是這種方法容易受網板開孔"縱橫比"的影響，還是不能大大滿足要求。

上面計算的只是填滿通孔所需要的焊膏體積，而通常我們追求的焊點形態不僅是填滿通孔，釬料在引腳上還應有一定的爬升，在焊盤上形成一定的潤濕圓角。參照圖5，焊盤上圓角焊膏體積計算公式為：(F3w9L4l6G0P,MVf=A×2πX=0.125r2×2(0.2234×r+a)(2)

其中：A為圓角截面積，X為圓角帶重力中心，r為圓角半徑，a為引腳半徑。那么Vs與Vf的和才是一個理想焊點成型所需要的焊膏體積。

傳統技術不能保證施放所需的焊膏量形成合適的焊點，焊料預成型與焊膏相結合解決了滿足通孔元件的焊點要求。焊料預成型是把軋制的焊料帶沖壓成期望的尺寸，進而按要求制成不同的形狀和大小。組裝時在插裝部位印刷焊膏，將預制件貼裝在焊膏中，然后插裝通孔元件進行再流焊。這種方法很好地解決了焊膏施放量，但是難以進行高密度組裝。 新型的焊膏涂覆技術很好地解決了上述2方面的問題，一是采用如圖6所示的分級模板技術，二是采用如圖7右圖的封閉壓力系統。分級模板技術可采用0.15～0.25 mm厚的分級模板進行印刷，常選擇類型3粉末，網板材料一般為不銹鋼和鎳，近年來多種塑料材料也漸漸被人所接收。使用聚合物箔片制造標準的SMT網板，可以制成厚度大于8mm的網板，實現單一厚度的網板在單次印刷行程中印刷涂覆量不同的焊膏。封閉壓力系統可明顯提高材料的傳送能力，達100％的填充率，在印刷小孔徑比開口、要求印刷大量焊膏和在通孔中施加焊膏等應用時，它具有許多優點。噴嘴中焊膏流速與釬料直徑有一定關系：松香基焊膏，釬料直徑與流速關系很大；高分子材料基焊膏，釬料直徑與流速關系很小。 

印刷釬料量由模板開孔形狀、尺寸和厚度來控制，刮刀的速度、壓力和分離速度也是決定焊膏印刷量的重要指標。圖7為刮刀系統與封閉壓力系統印刷工藝對比，刮刀系統可以通過減小刮刀角度來增加焊膏施放量，封閉壓力系統可以增加垂直壓力來增加焊膏施放量，根據IPC-A-610C要求出孔焊膏量為l～1.5 mm，如圖8所示。