IEC TR 61760-3-12022 表面安装技术.第3-1部分通孔回流焊（THR）组件规范的标准方法.使用焊膏表面印刷法的通孔直径设计指南标准立项发展报告

通孔回流焊（THR）组件规范的标准方法：使用焊膏表面印刷法的通孔直径设计指南——标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:SurfaceMountingTechnology–Part3-1:StandardMethodfortheSpecificationofComponentsforThroughHoleReflow(THR)Soldering–GuidelinesforThroughHoleDiameterDesignwithSolderPasteSurfacePrintingMethod摘要随着电子制造业向高密度、高可靠性和高效率方向持续演进，通孔回流焊（Through‑holeReflow，THR）技术作为混合组装工艺中的关键环节，其标准化需求日益迫切。IECTR61760‑3‑1:2022《表面安装技术第3‑1部分：通孔回流焊（THR）组件规范的标准方法——使用焊膏表面印刷法的通孔直径设计指南》由国际电工委员会（IEC）正式发布，为THR工艺中通孔直径的设计提供了系统化的技术指引。本报告从标准立项背景、技术内容、国内外发展趋势、参编单位及推广应用等维度展开分析。报告指出，该技术报告填补了THR通孔设计领域国际标准的空白，为电子产品制造商在焊膏印刷法下的通孔尺寸设计提供了统一的技术依据，对提升焊接质量一致性、降低缺陷率具有重要指导意义。未来，随着电子组件微型化与高可靠性要求的进一步提高，THR相关标准的持续完善与本土化应用将迎来更广阔的发展空间。关键词：通孔回流焊；表面安装技术；通孔直径设计；焊膏表面印刷；国际电工委员会；电子组装工艺；标准化AbstractAstheelectronicsmanufacturingindustrycontinuestoevolvetowardhigherdensity,greaterreliability,andenhancedefficiency,thestandardizationofThrough‑holeReflow(THR)soldering—acriticalprocessinmixedassemblytechnology—hasbecomeincreasinglyurgent.IECTR61760‑3‑1:2022,*Surfacemountingtechnology–Part3‑1:Standardmethodforthespecificationofcomponentsforthroughholereflow(THR)soldering–Guidelinesforthroughholediameterdesignwithsolderpastesurfaceprintingmethod*,publishedbytheInternationalElectrotechnicalCommission(IEC),providessystematictechnicalguidanceforthedesignofthrough‑holediametersinTHRprocesses.Thisreportanalyzesthestandard’sbackground,technicalcontent,domesticandinternationaldevelopmenttrends,participatingorganizations,andapplicationprospects.ThereporthighlightsthatthistechnicalreportfillsagapininternationalstandardizationforTHRthrough‑holedesign,offeringaunifiedtechnicalbasisforthrough‑holedimensiondesignunderthesolderpasteprintingmethodandplayingasignificantroleinimprovingsolderjointqualityconsistencyandreducingdefectrates.Lookingahead,withthecontinuedminiaturizationofelectroniccomponentsandthegrowingdemandforhighreliability,thefurtherrefinementandlocalizedapplicationofTHR‑relatedstandardsareexpectedtoenjoybroaddevelopmentprospects.Keywords:Through‑holereflowsoldering;Surfacemountingtechnology;Through‑holediameterdesign;Solderpastesurfaceprinting;InternationalElectrotechnicalCommission;Electronicassemblyprocess;Standardization一、标准立项背景1.1行业技术背景表面安装技术（SurfaceMountTechnology，SMT）自20世纪80年代大规模应用以来，已成为电子组装领域的主导工艺。然而，随着电子产品向多功能、高密度和轻量化方向快速发展，单一的表面贴装器件（SMD）在某些应用场景下逐渐暴露出机械强度不足、热可靠性欠佳等局限。在此背景下，通孔回流焊（Through‑holeReflow，THR）技术应运而生，并迅速成为同时含有通孔插装器件（THD）和表面贴装器件（SMD）的混合组装板的首选工艺方案。THR技术的核心原理是将传统的波峰焊工序与回流焊工序合并，即通过焊膏印刷或点涂的方式将焊膏施布于通孔焊盘区域，再利用回流焊设备一次完成所有器件的焊接。与传统波峰焊相比，THR技术不仅简化了工艺流程、降低了设备投资，还能显著减少焊料飞溅和桥连缺陷，提高焊点的一致性和可靠性。1.2标准立项的必要性尽管THR技术在业界已广泛应用多年，但在通孔直径的设计方面，各企业及科研机构长期缺乏统一的技术依据。通孔直径的选取直接决定了焊膏的填充量、毛细爬升效果以及最终焊点的力学性能和电气连接质量。若通孔直径设计不当，容易出现焊膏填充不足、空洞率超标、焊点强度不足或焊料溢出等工艺缺陷，严重影响产品的可靠性和使用寿命。在IECTR61760‑3‑1:2022发布之前，国际上尚未有针对焊膏表面印刷法条件下通孔直径设计的专门标准。各电子制造企业通常依据内部经验公式或OEM客户要求进行设计，导致行业内的工艺一致性较差，产业链上下游之间的沟通成本较高。因此，制定一项统一、权威的通孔直径设计指南，已成为国际电子制造业的共识性需求。1.3标准基本信息IECTR61760‑3‑1:2022由国际电工委员会（IEC）于2022年6月17日正式发布，标准状态为现行。该标准属于IEC61760系列标准的组成部分，定位于技术报告（TechnicalReport，TR）类型，分类号为"电子元器件组件"领域。标准语言为英语，采用电子版加密PDF格式发行。该技术报告是IEC61760系列中首个专门针对THR通孔直径设计的技术文件，其发布填补了该领域的标准空白，与IEC61760‑1（表面安装技术第1部分：表面安装元器件（SMD）规范的标准方法）和IEC61760‑2（表面安装技术第2部分：表面安装元器件的运输和贮存条件应用指南）共同构成了较为完整的表面安装技术标准体系。二、标准主要内容与技术要点2.1标准范围与定位IECTR61760‑3‑1:2022聚焦于焊膏表面印刷法（即通过钢网或模板在印刷电路板（PCB）表面涂布焊膏的通孔填充方式）条件下的通孔直径设计问题。该技术报告为电子制造商、PCB设计人员及工艺工程师提供了从通孔设计参数选择到焊膏填充验证的系统性方法。标准适用于以下应用场景：-含有通孔插装元器件的混合组装PCB设计；-使用焊膏表面印刷工艺的THR焊接过程；-适用于有铅和无铅焊膏体系的设计验证。2.2关键技术参数与设计准则标准的核心内容包括以下几个技术维度：（1）通孔直径与元件引脚直径的匹配关系标准系统性地给出了通孔直径（D）与引脚直径（d）之间的推荐比值范围。研究表明，当D/d比值过小时，焊膏难以充分填充孔壁间隙，容易造成焊料不足；当D/d比值过大时，焊膏在回流过程中可能因表面张力作用而无法形成良好的毛细爬升，导致焊点颈部强度不足。标准在总结大量实验数据的基础上，推荐了基于不同焊膏类型和工艺窗口的最佳D/d比值范围。（2）焊膏印刷量与通孔容积的匹配计算标准提供了焊膏填充量计算的理论模型，将通孔设计参数（通孔直径、板厚、焊盘尺寸）与焊膏印刷参数（钢网厚度、印刷面积）有机联系起来。通过该模型，设计人员可以在PCB设计阶段预估焊膏需求量，从而优化钢网开孔设计和印刷工艺参数。（3）焊膏毛细爬升高度的设计验证方法标准介绍了通孔内焊膏在回流过程中的毛细流动行为及其对焊点成型质量的影响规律。针对不同通孔直径和板厚组合，标准推荐了焊膏爬升高度的目标范围和相应的过程控制方法。（4）质量评估与缺陷预防标准还涵盖了典型缺陷（如焊膏填充不足、空洞、桥连等）的成因分析和预防措施，为工艺优化提供了实用的参考依据。2.3标准的创新价值本技术报告的创新性主要体现在三个层面：第一，首次在国际标准层面系统定义了THR通孔直径设计的量化指标；第二，将焊膏流变行为与PCB设计参数建立了工程化的关联模型，实现了从经验设计向理论设计的转变；第三，为后续IEC61760系列标准的持续扩展奠定了基础，形成了从元器件规范、存贮条件到工艺设计的完整标准链条。三、国内外相关标准与技术发展现状3.1国际标准化进展在国际电工委员会内部，IEC61760系列标准由TC91（电子装配技术委员会）负责归口管理。TC91的工作范围涵盖电子装配工艺、设备及相关材料的标准制定。IECTR61760‑3‑1:2022的发布标志着TC91在表面安装技术标准体系方面的进一步完善。此外，国际相关标准化工作还包括：-IPC标准体系：美国IPC（国际电子工业联接协会）发布的IPC‑7530（通孔焊点可靠性指南）、IPC‑7095（BGA设计与组装工艺）等标准，对THR工艺的某些方面提供了参考，但未系统解决通孔直径设计问题。-JIS标准体系：日本工业标准中JISZ3284等焊膏相关标准对焊膏性能进行了规定，但在通孔设计领域同样缺乏专门的指导文件。3.2国内标准与技术发展现状在中国，电子行业标准SJ/T10020等对表面安装元器件的要求进行了规范，GB/T31358‑2015《表面安装技术第1部分：表面安装元器件（SMD）规范的标准方法》等同采用了IEC61760‑1。然而，在THR通孔直径设计领域，国内尚缺乏对应的标准文件，产业界主要参考企业内控规范或OEM技术要求进行设计。随着中国成为全球最大的电子制造基地，THR工艺在国内通信设备、汽车电子、工业控制等领域的应用日益广泛。工信部等主管部门近年来持续推动电子制造业的标准化建设，《"十四五"智能制造发展规划》亦明确提出要加强基础工艺和关键共性技术的标准化工作。在此背景下，国内对口单位正在积极跟踪IECTR61760‑3‑1:2022的技术内容，并探索该技术报告在国内转化应用的可能性。3.3技术发展趋势从技术发展层面来看，当前THR通孔直径设计呈现以下趋势：-微型化：随着5G通信模块、可穿戴设备等产品的不断迭代，PCB通孔直径持续缩小，对焊膏填充精度的要求不断提高；-高可靠性：汽车电子、航空航天等领域对焊点可靠性的要求日益严格，通孔设计的标准化成为保障产品质量的关键环节；-数字化仿真：基于计算流体力学（CFD）的焊膏填充仿真技术逐渐成熟，标准中提供的计算方法可与仿真工具互为验证；-无铅化：无铅焊膏的润湿性和流变特性与有铅焊膏存在显著差异，通孔直径设计需根据焊膏类型进行针对性选择。四、主要参编单位与标准化组织介绍4.1国际电工委员会（IEC）TC91概况IECTR61760‑3‑1:2022由国际电工委员会第91技术委员会（IEC/TC91——电子装配技术委员会）组织制定。TC91成立于1970年代，是IEC中负责电子装配技术和工艺标准化的核心技术委员会，秘书处设在日本（由日本工业标准调查会JISC承担）。TC91的工作范围包括：-电子装配用材料和元器件（包括表面安装元器件）的规范；-电子装配工艺技术（包括焊接、贴装、清洗、检测等）的标准制定；-电子组装设备和工艺控制方法的标准制定。截至目前，TC91已发布各类标准文件近百项，其中包括广为人知的IEC61760系列、IEC61190系列（电子组装用连接材料）、IEC61191系列（电子组装件的要求）等。TC91的工作成果被全球电子制造业广泛采用，对推动电子组装技术的标准化、保障产品质量一致性发挥了重要作用。4.2主要参与企业及技术贡献该技术报告在制定过程中吸纳了来自日本、德国、美国、中国等多个成员国专家的工作成果。其中，来自日本大型电子制造企业的工艺专家在THR通孔设计数据的积累和实验验证方面作出了突出贡献；欧洲的汽车电子企业则在通孔可靠性和长期稳定性测试方面提供了大量实证数据。中国作为IEC的常任理事国，也派出了来自中国电子技术标准化研究院和相关企业的专家参与了该技术报告的讨论和评审工作。五、标准实施与推广应用前景5.1标准实施的预期效益IECTR61760‑3‑1:2022的推广实施将为电子制造业带来显著的综合效益：（1）提升产品质量一致性：通过统一通孔直径设计参数，可有效降低因设计差异导致的焊接质量波动，提升焊点的一致性和可靠性。（2）降低工艺开发成本：标准中提供的设计计算模型可减少企业在工艺开发阶段的试错次数，缩短新产品导入周期，降低研发成本。（3）促进产业链协同：标准为PCB设计方、元器件供应商和组装企业之间提供了共同的技术语言，有助于减少沟通误差，提升供应链协作效率。（4）支撑智能制造：标准中量化设计方法可与数字化工艺设计工具（DFM软件）无缝集成，为智能制造环境下的自动化工艺优化提供标准基础。5.2标准在国内的转化建议考虑到该标准对产业的重要指导价值，建议国内相关标准化技术委员会（如全国电子电工产品环境条件和试验标准化技术委员会）积极跟踪该技术报告的修订动态，适时启动该技术报告的采用或转化工作。同时，鼓励行业协会和龙头企业率先在内部设计规范中参考该技术报告的内容，积累应用经验，为标准转化提供实践支撑。5.3标准的发展与修订展望随着电子组装技术的持续演进，IECTR61760‑3‑1也有望在未来进行修订和扩展，可能的方向包括：-增加针对不同焊膏类型（如有铅/无铅/低温焊膏）的更细化的设计参数；-纳入基于人工智能和机器学习的通孔设计优化方法；-扩展与3D打印电子（3DPrintedElectronics）等新兴工艺的兼容性；-补充更多关于可靠性试验和失效分析的指导内容。六、结论IECTR61760‑3‑1:2022《表面安装技术第3‑1部分：