THR通孔回流焊技术要求

通孔回流焊技术规定

近年来，表面贴装技术（SMT）迅速发展起来，在电子行业具有举足轻重的位置。除了

全自动化生产规模效应外,SMI尚有以下的技术优势：元件可在PCB的两面进行贴装，以实现

高密度组装；即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。

然而,在一些情况下,这些优势随着在PCR上元件贴着力的减少而削弱。让我们观测图1的例

子。SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的

区别。

图1PCB上组装有SMT元件（左）和一个大理通孔安装的连接器（右）

用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。可满足传输高电压、大电流的需要。因

此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离，这些因素最终影响到元件的尺寸。

此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。连接器通常是PCB主板与“外界

部件”通信的“接口”，故有时也许会碰到相称大的外力。通孔技术组装的元件在可靠性方

面要比相应的SMT元件高很多。无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受，而不易脱离

PCB。

从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成

本却占40%,如图2所示。可见，通孔元件生产成本相对较高。而对许多制造公司来说，此后

面临的挑战之一便是开发采用纯SMT工艺的印刷线路板。

图2带有通孔无件和SMT元件的PCB

根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术(pressin)等现有的工艺还

不完全令人满意，由于在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完毕组装。

这就对采用通孔技术的元件提出了下列规定：通孔元件与贴片元件应当使用同样的时间、设

备和方法来完毕组装。

THR如何与SMT进行整合

根据上述规定发展起来的技术，称之为通孔回流焊技术(Through-holeReflow,THR)，又叫

“引脚浸锡膏(pininpaste,PIP)”工序，如图3所示。

2.3.

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完成

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图3通孔回流焊技术的工序

“引脚浸锡营”法将典型的SXT生产工艺应用在带电镀通孔的PCB上,并取得了令人满意的

效果。但在采用这种方法时，甯要根据实际使用的元件和加工过程中的具体情况调整有关参

数。

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图4可采用THR工艺的连接器元件应满足的特性

图b焊盘环的设计

4采用适合THR工艺的模板设计和施加在焊者上的压力

标准模板厚度为150〜12()um,通常不需要施加过大的涂布压力。推荐的模板开口尺寸如下。

ds=di+2R-0.1(di为孔径,R为焊盘环宽)

此公式保证焊盘环与模板之间的适当接触,焊膏上的压力是足够的，不必增长模板的清洁次

数。

焊膏的特性规定有以下几点：涂布过程中应具有良好的流动性，良好的湿润性,在孔内及安装

插针时应有良好的黏接力。

挤出焊膏形成“焊膏储备仓库”

图7THR锡膏涂布压力具有的特点

大多数焊膏制造商提供的产品均可满足该工艺，基本法则仍是：SMT元件决定了工艺窗口

一一THR工艺也必须与之相适应。

5在PCB焊盘上足量的焊膏涂布

抱负的THR锡膏涂布压力具力图7所示的特点,每个焊盘上涂布的锡存量必须是相应焊孔容

量的2倍。

所需焊膏量必须在PCB的下面足现“水滴”状”填入的焊膏量可通过调整印刷速度和刮刀角

度来获得。例如，改变刮刀角度,更大的压力可施加于焊者上，如图8所示（假定速度不变）。

通过调节刷板角度可获得较大

压力P2：b<a->P2>Pl

图8改变刮刀角度

另一种方法是封闭式涂布法。密封式焊膏涂布系统可直接对焊存施压。通过调节施于它上面

的压力获得所需的焊宫涂入量,如图9所示。

对焊膏盒顶部施加更大的压力，使更多的焊

膏进入焊孔内：V1=V2->P2>P1

图9封闭式涂布法

在生产实践中这两种方法均可取得不错的效果。可是，由于生产条件各不相同，偶尔会发生焊

有涂入量局限性的现象。在这种情况下可选用以卜改善措施:采用的模板厚度为最大允许值,

反复涂布焊膏,局部增长焊膏用量,双面涂布锡膏（双面再流焊），增大涂布压力，采用较小公

差（工艺标准通常规定了公差范围）。

6选择最优化包装形式

“编带包装”广泛应用于SMT加工中,TMR工艺的连接器也采用这种标准的包装形式，编带宽

度一般在32mm和88mm之间。

TIIR产品合用于大多数标准供料器。但是,对一些元件,特别是立式元件,有必要检查供料器

所提供的半径,即在其进料和出料处查看是否合适。

许多机器也具有解决华夫盘或管式包装元件的功能,这些包装u.以满足各种需求,涉及专用

的或“尚未定型”的元件。

7对贴片机的规定

如图】0所示，通常THR连接器尺寸较大，因此规定贴片机有足够的安装高度，即贴片头吸放高

度应超过元器件安装高度,所需高度通常为25〜40mm。在贴片过程中，它们必须由摄像系统

完全监控。引脚端与黑色绝缘体有明显对比度,因此元件可以实时地被测量并能准拟定位。

图10贴片机贴装头的吸放高度必须大于元件高度

贴片过程中尚有一个参数也很重要，即元件的长度不能太长（如高针位的元件）。初期的自

动贴片机,摄像系统长度方向的限制意味着不能实现超长连接器的安装。现在已开发出并排

组装的“二合一”的连接器插座，如图11所示，它们可以并排组装，合在一起即可达成所需

要的引脚数,实现了高针位连接器的自动装配。

图11并排组装的“二合一”连接器插座

8检查焊炉是否适合THR工艺

如图12所示,THR连接器可以在热风对流炉、气相焊回流炉和远红外回流炉中加工,应根据

具体情况评估炉子的合用性。通常,在远红外回流炉中焊接THR连接器是有问题的,其因素在

于它们的尺寸。假如尺寸较大器件会遮蔽了焊接点，而自身却容易遭受强烈的热辐射。实际

过程中,应根据不同问题采用相应的对策。

采用气相炉焊接时，引脚应尽也许短,通常推荐1.5inm的引脚。假如引脚过长，焊膏也许会在

气相炉内脱落，由于焊接介质会在它上面冷凝析出。

9选择合适的温度分布曲线

再次强调,应根据SMT元件来选择温度曲线,正是它们决定相应的温度范围。THR连接器必须

在此曲线范围内完毕焊接,DINE\61760T标准规定的温度分布曲线可用来作为温度调节的

依据，如图13所示。

用于焊接TI1R连接器的温度曲线通常设立成最低与最高温度的中间值。因此它对热敏感兀件

没有危害，在焊接过程中不需要延长时间。

图13DINEN61760-1标准规定的温度分布曲线

10依据标准H>C-A-610c检查焊接状况

对THR连接器可以根据IPC-A-610C标准检测。只要引脚在PCB上有突出部分，即可对焊接面

的焊点进行评估。

如何通过THR工艺减少生产成本

影响THR技术使用的一个关键问