通孔再流焊接技術的知識總介

通孔再流焊接技術的知識總介：

1 引 言

目前PCB組裝中，表面貼裝元件約占800／0，成本為60％，而穿孔元件約占20％，成本為40％。這種混合板采用傳統再流焊技術是不能進行焊接，需采用再流焊與波峰焊兩道工序。然而波峰焊接技術被應用于過孔插裝元件(THD)印制板組件的焊接有許多不足之處：不適合高密度、細間距元件焊接；橋接、漏焊較多；需噴涂助焊劑；印制板受到較大熱沖擊易翹曲變形。

為了適應表面組裝技術的發展，解決以上焊接難點，通孔再流焊接技術得到應用，可以實現一道工序完成焊接。通孔再流焊接技術(THR，Through-hole Reflow)，又稱為穿孔再流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。該技術原理是在印制板完成貼片后，使用一種安裝有許多針管的特殊模板，調整模板位置使針管與插裝元件的過孔焊盤對齊，使用刮刀將模板上的焊膏漏印到焊盤上，然后安裝插裝元件，最后插裝元件與貼片元件同時通過再流焊完成焊接。

通孔再流焊在很多方面可以替代波峰焊來實現對插裝元件的焊接，特別是在處理焊接面上分布有高密度貼片元件(或有線間距SMD)的插件焊點的焊接，這此采用傳統的波峰焊接已無能為力，另外通孔再流焊能極大地提高焊接質量，這足以彌補其設備昂貴的不足。通孔再流焊的出現，對于豐富焊接手段、提高線路板組裝密度(可在焊接面分布高密度貼片元件)、提升焊接質量、降低工藝流程，都大有幫助。

2 通孔再流焊(THR＆PIP)工藝過程

一般元件都可以加工成為表面貼裝元件，但是部分異型元件，如連接器、變壓器和屏蔽罩等，為了滿足機械強度和大電流需要，仍然需要加工成為接插元件，通孔式接插元件有較好的焊點機械強度。

接插元件應用于通孔再流焊工藝時應考慮2個問題：一為并不是所有接插元件都可以滿足通孔再流焊工藝需求，即元件材料不會因再流高溫而破壞，表1為可(不可)用于再流焊工藝的元件材料匯總；二是雖然通孔式接插元件可利用現有的SMT設備來組裝，但在許多產品中不能提供足夠的機械強度，而且在大面積PCB上，由于平整度的關系，很難使表面貼裝式接插元件的所有引腳都與焊盤有一個牢固的接觸，就需重新設計模板、再流焊溫度曲線及引腳與開孔直徑比例等。

通孔插裝元件主體須離開線路板表面至少0.5mm，防止元件插裝前后焊膏發生移動。元件引腳不要太長，通常長出板面1.0～1.5 mm就可以。此外，緊固件不可有太大的咬接力，因為表面貼裝設備通常只支持10～20 N的壓接力。

通孔再流焊生產工藝流程與SMT流程極其相似，即印刷焊膏于PCB通孔焊盤，放置插裝件，再流焊接。圖1為一單面通孔再流焊工藝過程示意圖。無論對于單面混裝板還是雙面混裝板，流程都相同。

3 通孔再流焊焊盤設計

通孔再流焊相鄰的通孔間距要求至少2.54 mm或以上，目的防止相互之間產生連錫從而導致相鄰的孔內少錫。焊盤孔徑設計要求見圖2，其中d為方形插針對角直徑，di為焊孔直徑，da為焊孔外徑。焊孔直徑設計要適當，當di<1mm時，焊膏印刷量易出現不足，而且如果元件是在板上過爐的話，空洞與少錫的現象會更嚴重，如果元件是在板下過爐的話，可以加大通孔PAD直徑或邊長來補充錫量，這樣一般不太會有空洞和少錫現象；當di>2 mm時，焊膏容易從通孔漏掉造成空洞、少錫現象。焊孔直徑di一般比插針直徑d大0.2～0.3 mm，如果連接器端子較少，焊孔直徑可以稍小一些。為增加焊膏量，焊孔外徑一般比焊孔直徑大30％～50％來補充，或焊盤設計為爪形，伸出的部分盡量長。