通孔回流焊接技术规范

通孔回流焊接技术规范1范围本规范规定了通孔回流焊接（Through-HoleReflow,THR）技术的术语定义、元器件与材料要求、工艺参数控制、操作流程、质量检验标准及安全环保要求。本规范适用于采用通孔回流焊接工艺的印刷电路板（PCB）组装生产，涵盖消费电子、工业控制、汽车电子等领域的通孔元件与表面贴装元件混装场景，不适用于特殊环境下（如航天航空）的定制化焊接要求。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T19405.3-2025表面安装技术第3部分：通孔回流焊用元器件规范的标准方法IPC-A-610电子组件的可接受性IPC-7525焊膏印刷工艺指南3术语与定义通孔回流焊接（THR）：通过回流焊技术将通孔元件焊接到PCB上，实现通孔元件与表面贴装元件在同一回流工序中完成焊接的工艺方法。填锡率：通孔内焊料填充的高度与通孔总高度的百分比，是评估通孔焊接质量的核心指标。离板间隙：通孔元件外壳与PCB板面之间的距离，用于保障焊接过程中的空气流通和焊膏容纳空间。回流曲线：焊接过程中PCB板面温度随时间变化的曲线，包括预热区、浸润区、回流区和冷却区四个阶段。4元器件与材料要求4.1通孔元器件要求材料特性：元器件外壳应选用耐高温材料，推荐使用液晶聚合物（LCP），其熔点不低于330℃，吸湿性低，能承受回流焊接高温环境；禁止使用熔点低于220℃的尼龙或聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）材料。引脚参数：引脚长度应匹配PCB厚度，推荐引脚超出PCB板面0.5-1.0mm；若引脚过长易产生锡珠，过短则影响焊点强度和检测效果。对于厚度1.40-2.00mm的PCB，推荐引脚长度为2.20mm。结构设计：元器件外壳应预留足够的离板间隙，常规RJ45连接器推荐离板间隙为0.50mm，优化设计可采用1.20-1.60mm以提升焊接效果；外壳结构应便于自动光学检查（AOI），避免与焊膏接触。4.2焊膏要求类型选择：推荐选用4号或5号粉焊膏，粘度控制在800-1200kcps，确保良好的印刷性能和填孔流动性。储存与使用：焊膏应在0-10℃冷藏储存，使用前需在室温下回温2-4小时并充分搅拌；焊膏开封后应在8小时内用完，避免吸潮影响焊接质量。4.3PCB与钢网要求PCB设计：通孔直径应合理匹配引脚尺寸，推荐通孔直径=引脚直径+0.3mm；焊盘图案应符合元器件规格书要求，确保焊膏印刷均匀和焊接可靠性。钢网设计：钢网厚度应不小于0.18mm，通孔焊盘开口尺寸可比焊盘大10%-20%；可采用阶梯钢网或局部增厚设计，确保通孔区域有足够的焊膏量。推荐采用圆形或方形阵列开口、释放槽等设计提升锡膏释放量。5工艺参数控制5.1回流曲线参数回流曲线应兼顾通孔元件与表面贴装元件的焊接需求，各阶段参数要求如下表：温度区间关键参数要求目的预热区升温速率1-2℃/s，温度升至140℃缓慢挥发焊膏溶剂，避免溶剂快速挥发产生锡珠浸润区温度维持140-160℃，时间60-90s激活助焊剂，充分去除引脚和焊盘氧化层回流区峰值温度235-245℃，高于液相线（217℃）时间50-70s确保焊膏充分熔化，实现通孔内填锡饱满冷却区降温速率3-4℃/s，冷却至100℃以下减少热应力，提升焊点结晶质量和可靠性5.2回流炉设备参数设备选择：推荐使用强制对流回流炉，风速可调范围覆盖15-25m³/min，确保热风穿透力满足通孔填锡需求。温度均匀性：炉内温度均匀性控制在±2℃以内，避免局部温度不足导致填锡不充分。6操作流程产前准备：确认元器件、焊膏、PCB、钢网符合要求；检查回流炉设备状态，校准温度传感器；根据生产批次参数预设回流曲线并验证。焊膏印刷：调整印刷机参数，确保焊膏印刷均匀、无漏印、少锡现象；印刷后检查焊膏厚度和覆盖范围，厚度偏差应控制在±10%以内。元件插装：采用带视觉定位的自动插装设备进行通孔元件插装，确保引脚准确插入通孔，无偏移、浮高现象；插装后检查元件平整度和位置精度。回流焊接：将插装完成的PCB送入回流炉，按照预设的回流曲线进行焊接；焊接过程中实时监控炉内温度变化，记录工艺参数。冷却检测：PCB出炉后自然冷却或强制冷却至室温；通过AOI设备进行初步检测，排查桥接、虚焊、锡珠等表面缺陷。7质量检验标准7.1外观检验焊点应具有良好的湿润性，接触角≤90°，表面光滑、无毛刺、无空隙，呈中间厚、边缘薄的凹形焊缝。无明显缺陷：不得存在虚焊、桥接、短路、锡珠、焊料不足等问题；锡珠直径应小于0.5mm，且在关键区域无集中分布。7.2内在质量检验填锡率要求：普通电子设备填锡率≥75%，汽车电子、医疗电子等高端领域填锡率≥100%。检测方法：采用X-Ray检测评估通孔内填锡情况，对关键产品进行切片分析，检查焊点内部是否存在空洞、裂纹等缺陷；通过拉力测试验证焊点机械强度，确保满足使用环境要求。7.3合格判定通孔元件焊点应符合IPC-A-610Class2/3标准要求；批量生产时，抽检合格率≥99.5%，若出现不合格品，需分析原因并采取返工措施，返工后重新检验。8常见缺陷及对策常见缺陷成因对策锡珠焊膏过量；预热升温过快，溶剂快速挥发冲击焊膏优化钢网开口尺寸，减少焊膏用量；降低预热阶段升温速率，延长预热时间填锡不充分焊膏量不足；回流炉热容量不够，通孔区域温度未达标；热风穿透力不足增加通孔区域钢网厚度或优化开口设计；提高回流炉峰值温度或延长回流时间；调整回流炉风速，确保热风均匀穿透虚焊助焊剂活性不足；引脚或焊盘氧化；回流温度过低或保温时间不足选用优质助焊剂；对元器件引脚和PCB焊盘进行预处理；调整回流曲线参数，确保焊接温度和时间达标桥接焊膏印刷过量；元件引脚间距过小；回流时焊膏流动失控优化钢网开口，控制焊膏用量；合理设计PCB引脚间距；调整回流曲线，降低升温速率9安全与环保要求操作安全：操作人员应佩戴耐高温手套、防护眼镜等劳保用品；回流炉周围禁止放置易燃物品，配备灭火器材；定期检查