通孔再流焊接技术的知识总介

通孔再流焊接技术的知识总介：

1 引 言

目前PCB组装中，表面贴装元件约占800／0，成本为60％，而穿孔元件约占20％，成本为40％。这种混合板采用传统再流焊技术是不能进行焊接，需采用再流焊与波峰焊两道工序。然而波峰焊接技术被应用于过孔插装元件(THD)印制板组件的焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接；桥接、漏焊较多；需喷涂助焊剂；印制板受到较大热冲击易翘曲变形。

为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点，通孔再流焊接技术得到应用，可以实现一道工序完成焊接。通孔再流焊接技术(THR，Through-hole Reflow)，又称为穿孔再流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。该技术原理是在印制板完成贴片后，使用一种安装有许多针管的特殊模板，调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐，使用刮刀将模板上的焊膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件同时通过再流焊完成焊接。

通孔再流焊在很多方面可以替代波峰焊来实现对插装元件的焊接，特别是在处理焊接面上分布有高密度贴片元件(或有线间距SMD)的插件焊点的焊接，这此采用传统的波峰焊接已无能为力，另外通孔再流焊能极大地提高焊接质量，这足以弥补其设备昂贵的不足。通孔再流焊的出现，对于丰富焊接手段、提高线路板组装密度(可在焊接面分布高密度贴片元件)、提升焊接质量、降低工艺流程，都大有帮助。

2 通孔再流焊(THR＆PIP)工艺过程

一般元件都可以加工成为表面贴装元件，但是部分异型元件，如连接器、变压器和屏蔽罩等，为了满足机械强度和大电流需要，仍然需要加工成为接插元件，通孔式接插元件有较好的焊点机械强度。

接插元件应用于通孔再流焊工艺时应考虑2个问题：一为并不是所有接插元件都可以满足通孔再流焊工艺需求，即元件材料不会因再流高温而破坏，表1为可(不可)用于再流焊工艺的元件材料汇总；二是虽然通孔式接插元件可利用现有的SMT设备来组装，但在许多产品中不能提供足够的机械强度，而且在大面积PCB上，由于平整度的关系，很难使表面贴装式接插元件的所有引脚都与焊盘有一个牢固的接触，就需重新设计模板、再流焊温度曲线及引脚与开孔直径比例等。

通孔插装元件主体须离开线路板表面至少0.5mm，防止元件插装前后焊膏发生移动。元件引脚不要太长，通常长出板面1.0～1.5 mm就可以。此外，紧固件不可有太大的咬接力，因为表面贴装设备通常只支持10～20 N的压接力。

通孔再流焊生产工艺流程与SMT流程极其相似，即印刷焊膏于PCB通孔焊盘，放置插装件，再流焊接。图1为一单面通孔再流焊工艺过程示意图。无论对于单面混装板还是双面混装板，流程都相同。

3 通孔再流焊焊盘设计

通孔再流焊相邻的通孔间距要求至少2.54 mm或以上，目的防止相互之间产生连锡从而导致相邻的孔内少锡。焊盘孔径设计要求见图2，其中d为方形插针对角直径，di为焊孔直径，da为焊孔外径。焊孔直径设计要适当，当di<1mm时，焊膏印刷量易出现不足，而且如果元件是在板上过炉的话，空洞与少锡的现象会更严重，如果元件是在板下过炉的话，可以加大通孔PAD直径或边长来补充锡量，这样一般不太会有空洞和少锡现象；当di>2 mm时，焊膏容易从通孔漏掉造成空洞、少锡现象。焊孔直径di一般比插针直径d大0.2～0.3 mm，如果连接器端子较少，焊孔直径可以稍小一些。为增加焊膏量，焊孔外径一般比焊孔直径大30％～50％来补充，或焊盘设计为爪形，伸出的部分尽量长。