通孔再流焊接技术

《通孔再流焊接技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、通孔再流焊接技术

2、第11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-holeReflom，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

3、1.0～1.5mm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10～20N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2.54mm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

4、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>2mm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0.2～0.3mm，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。4焊膏涂覆工艺通孔再流焊技术的关键问题是由于焊点结构不同，导致通孔焊点所需焊膏量要比表面贴装焊点所需焊膏量大，采用模板印刷的方法不能同时满足通孔元件及表面贴装元件所需焊膏量。要获得良好的焊接效果，就要确保通孔再流焊基板各通孔

5、焊盘上焊膏量恰到好处，否则会出现填锡不足等缺陷，如图3所示，导致在机械载荷作用下焊点强度会降低。模板厚度一定尺寸一定时，为了满足足够的焊膏量，一般可以通过改变印刷参数来控制或采用分级模板印刷技术。模板如果太厚可以印刷两次，第一次专印通孔部分，第二次全部印刷一次。焊膏印刷量与通孔的下表面保持水平即可，如果太多，当元件插入孔中时，一部分焊膏被挤出。在未焊接前，这一部分锡可能会掉下来而带走孔中的一部分锡。传统模板设计和焊膏印刷技术的有机结合，可以改善通孔再流焊印刷工艺，比如改进印刷图案，扩大印刷面积，如图4所示。焊点所需合金体积必须根据引线形状、通孔直径、和基板厚度来确定要填充的钎料量，然

6、后按所要求的填充百分比计算所需要的焊膏数量。估计焊膏中的金属含量大约为体积的50％，计算公式如下：Vs=(Vh-Vl)×2(1)其中：Vs为填充通孔所需焊膏的体积，Vh为通孔的体积，Vl为引脚插入通孔部分的体积。所需印刷面积印刷合计体积乘以调整系数F，其一般为0.6～1.O。但是这种方法容易受网板开孔"纵横比"的影响，还是不能大大满足要求。上面计算的只是填满通孔所需要的焊膏体积，而通常我们追求的焊点形态不仅是填满通孔，钎料在引脚上还应有一定的爬升，在焊盘上形成一定的润湿圆角。参照图5，焊盘上圆角焊膏体积计算公式为：Vf=A×2πX=0.125r2×2(0.2234×r+a)(2)其中

7、：A为圆角截面积，X为圆角带重力中心，r为圆角半径，a为引脚半径。那么Vs与Vf的和才是一个理想焊点成型所需要的焊膏体积。传统技术不能保证施放所需的焊膏量形成合适的焊点，焊料预成型与焊膏相结合解决了满足通孔元件的焊点要求。焊料预成型是把轧制的焊料带冲压成期望的尺寸，进而按要求制成不同的形状和大小。组装时在插装部位印刷焊膏，将预制件贴装在焊膏中，然后插装通孔元件进行再流焊。这种方法很好地解决了焊膏施放量，但是难以进行高密度组装。新型的焊膏涂覆技术很好地解决了上述2方面的问题，一是采用如图6所示的分级模板技术，二是采用如图7右图的封闭压力系统。分级模板技术可采用0.15～0.25mm厚的

8、分级模板进行印刷，常选择类型3粉末，网板材料一般为不锈钢和镍，近年来多种塑料材料也渐渐被人所接收。使用聚合物箔片制造标准的SMT网板，可以制成厚度大于8mm的网板，实现单一厚度的网板在单次印刷行程中印刷涂覆量不同的焊膏。封闭压力系统可明显提高材料的传送能力，达100％的填充率，在印刷小孔径比开口、要求印刷大量焊膏和在通孔中施加焊膏等应用时，它具有许多优点。喷嘴中焊膏流速与钎料直径有一定关系：松香基焊膏，钎料直径与流速关系很大；高分子材料基焊膏，钎料直径与流