
最近有没有朋友来和通孔回流焊接技术商量一下?作为专业的PCBA加工厂商,电子介绍以下贯通孔回流焊接技术及其优劣。
一、通孔回流焊接是什么
PCBA在组装工序中,在回流焊接工序中完成贯通孔插入部件的焊接称为贯通孔回流焊接Through-hole Reflow、THR)。
用传统方法焊接混合装配PCB时,通常采用的工艺是印刷焊接膏;粘贴SMC/SMDrarr;再流焊接表面粘贴部件rarr;插入THC/THDrarr;峰值焊接THC/THD。
THR使用安装有多个针管的特殊模板,调整模板的位置,将针管对准插头部件的贯通孔垫,使用刀片将模板上的焊接膏漏印到衬垫上后,安装插头部件最后将插头部件和贴片部件一起通过回流焊接完成焊接。
使用THR时,SMC/SMD以及THC/THD都在回流焊接工序内完成焊接。THR的出现,丰富了焊接手段,简化了工序,提高了生产效率。
二、通孔回流焊接技术的优点
1.利用现有SMT设备组THC/THD,可以节约成本和投资。
2.当前的自动多功能粘贴装置都可以粘贴THC/THD;以表面粘贴为主PCB使用THR,舍弃传统的峰值焊接过程和手工插入过程,在单一的SMT线上完成了所有PCB的组装。
3.将各种操作简化为综合过程。
4.所需设备、材料、人员较少。
5.可以降低生产成本,缩短生产周期。
6.可以减少峰焊引起的高缺陷率。
7.为了提高焊接性和电子部件的可靠性,可以省略一个或多个热处理工序。
pS:THR对元器件的耐温性、通孔垫的设计、模板设计、焊接膏印刷及回流焊接有特殊要求。
三、通孔回流焊接技术的缺点
1.焊接膏的使用量特别大。
2.助焊剂挥发后形成的残留物很多,会给机械及PCB带来污染。
3.焊接点空腔的概率增加。
4.通孔元设备通过整个回流温度曲线,因此必须忍受峰值温度240℃30s的热冲击。通孔元设备必须考虑回流焊接的适应性。
元件应由183°C(优选为220°C40s)以上、峰值温度235°C、(60°63:90)s内不劣化的树脂制成。元件厂商还需要弯曲、尺寸稳定性、收缩、介电特性等标准。
5.QJ165B的贯通孔焊接点的基准是PCB焊接面(B面)焊接润湿角的存在和至少100%板厚的贯通孔中填充焊料。
THR主要技术问题是如何在具有高密度引脚元件的通孔的内部和周围打印足够的锡膏以满足QJ165B的要求。在THR中,在A面上形成焊接润湿角并不是问题。因为锡膏是从A面印刷的。
6.焊接膏中金属成分的体积约占焊接膏体积的50%左右,因此需要优化贯孔焊接盘的设计、模板设计,确保足够的焊接膏量,防止锡和空洞较少。
7.与通常的峰值焊接工艺相比,THR的技术难度较高:PCB的厚度、电镀孔尺寸、PCB焊盘尺寸、焊接糊剂印刷量、元器件引线直径、超自旋节距、焊接糊剂的金属含量、印刷网板的设计、金属器件的安装及焊接点的检测等影响焊接点的形状。
此外,金属化孔焊接量的填充也与打印屏幕的开口尺寸有关。
8.THR对零件安装设计有特殊要求
8.1金属化孔设计
(1)圆形引线:标准金属化孔的孔径为圆形引线直径+0.254mm。
(2)矩形引线:标准金属化孔的孔径为对角线+1.27mm。
8.2垫尺寸
在考虑最小焊盘尺寸的情况下,必须考虑金属化孔尺寸、PCB制造公差和要求的最小焊接环。
最小焊接环定义为金属化孔从边缘部到衬垫外径金属部的最小量。
最小垫直径=最终金属化孔直径+2(最小环+PCB制造公差
最小垫块尺寸减小形成A面和B面的润湿角所需的糊剂量。
8.3焊盘与周边邻接导体的间隙
金属化孔在超装置垫与周边邻接金属导体之间有充分的间隙,在太近金属化孔的情况下,焊料在金属化孔和焊盘之间分割,从而引起桥。金属化孔在金属器件焊盘周边所要求的间隙区域内,无露出的其他金属、孔或图案的焊接防止膜。如图所示的焊接电阻膜可能影响再流中焊接糊剂的流动,并将其分离形成焊接珠。
四、结语
THR是为了弥补以前的回流焊接中不能焊接贯通孔插入部件的回流焊接技术,于1990年代登场的。
THR克服峰焊的许多不足,简化工序,提高生产效率,相对适合高密度电路板的插件部件的焊接。
但是,由于对销长、销端部形状及糊状中金属成分所的体积的限制,特别是在使用THR时的糊状量的计算及控制复杂,因此难以满足THR贯通孔100%以上透锡率,所以对于高可靠性电路板、特别是对军用产品具有一定机械力的连接器等贯通孔插入部件应该慎重使用THR。
THR和选择性峰值焊接都是PCB用于解决通孔插入部件的焊接的技术,希望使用相对选择性的峰值焊接。特别是,相对于镀锌电连接器,选择性的峰值焊接具有与THR无法相比的优势。
综上所述,THR过程发展的主要方向是在过程的完整和部件的改良中,特别是对于可靠性高的要求航天航空军用电子设备,必须慎重考虑。