THR通孔回流焊技術要求WORD

1、文檔可能無法思考全面，請瀏覽后下載! 通孔回流焊技術要求 近年來,表面貼裝技術（SMT）迅速發(fā)展起來,在電子行業(yè)具有舉足輕重的位置。除了全自動化生產(chǎn)規(guī)模效應外,SMT還有以下的技術優(yōu)勢：元件可在PCB的兩面進行貼裝,以實現(xiàn)高密度組裝;即使是最小尺寸的元件也能實現(xiàn)精密貼裝,因此可以生產(chǎn)出高質量的PCB組件。然而,在一些情況下,這些優(yōu)勢隨著在PCB上元件貼著力的減少而削弱。讓我們觀察圖1的例子。SMT元件的特點是設計緊湊,并易于貼裝,與通孔的連接器在尺寸和組裝形式上有明顯的區(qū)別。圖1 PCB上組裝有SMT元件（左）和一個大理通孔安裝的連接器（右）用于工業(yè)領域現(xiàn)場接線的連接器通常是大功率元件?？蓾M足

2、傳輸高電壓、大電流的需要。因此設計時必須考慮到足夠的電氣間隙與爬電距離,這些因素最終影響到元件的尺寸。此外,操作便利性、連接器的機械強度也是很重要的因素。連接器通常是PCB主板與“外界部件”通信的“接口”,故有時可能會遇到相當大的外力。通孔技術組裝的元件在可靠性方面要比相應的SMT元件高很多。無論是強烈的拉拽、擠壓或熱沖擊,它都能承受,而不易脫離PCB。從成本考慮,大部分PCB上SMT元件約占80%,生產(chǎn)成本僅占60%;通孔元件約占20%,生產(chǎn)成本卻占40%,如圖2所示?？梢?通孔元件生產(chǎn)成本相對較高。而對許多制造公司來說,今后面臨的挑戰(zhàn)之一便是開發(fā)采用純SMT工藝的印刷線路板。11 / 12

3、圖2 帶有通孔無件和SMT元件的PCB根據(jù)生產(chǎn)成本以及對PCB的影響,SMT+波峰焊和SMT+壓接技術（press in）等現(xiàn)有的工藝還不完全令人滿意,因為在現(xiàn)有的SMT工序需要進行二次加工,不能一次性完成組裝。這就對采用通孔技術的元件提出了下列要求：通孔元件與貼片元件應該使用同樣的時間、設備和方法來完成組裝。 THR如何與SMT進行整合根據(jù)上述要求發(fā)展起來的技術,稱之為通孔回流焊技術（Through-hole Reflow,THR）,又叫“引腳浸錫膏（pin in paste,PIP）”工序,如圖3所示。圖3 通孔回流焊技術的工序“引腳浸錫膏”法將典型的SMT生產(chǎn)工藝應用在帶電鍍通孔的PCB

4、上,并取得了令人滿意的效果。但在采用這種方法時,需要根據(jù)實際使用的元件和加工過程中的具體情況調整有關參數(shù)。圖4 可采用THR工藝的連接器元件應滿足的特性 完成THR工藝的步驟1確認通孔的連接器是否可采用THR工藝“真正的”THR連接器元件應滿足圖4中的特性。2 PCB的設計需適應新的工藝條件1）孔徑孔徑選擇的原則有兩個：一方面應保證焊錫容易回流到焊孔內(nèi)（毛細管原理）,另一方面還應保證組裝的可靠性（元件公差）,如圖5所示。圖5 孔徑的選擇2）焊盤環(huán)的設計推薦的焊盤環(huán)寬為0.5mm,如圖6所示,它有利于對形成的焊點彎月面進行評估。如果采用較大的間距與爬電距離,按照上述過程,焊盤環(huán)寬度只要0.2mm

5、就可以了。3 高質量焊點的外觀THR是獨立的焊接工藝,焊點質量可以按照IPC-A-610C標準檢驗。將波峰焊形成的焊點與THR焊點相比較,按照傳統(tǒng)的標準,THR焊點看上去呈“錫量不足狀”,并僅有較小的彎月面。這一現(xiàn)象是THR焊接工藝的特征,通常應與質保部共同來判定是否滿足焊接要求。圖6 焊盤環(huán)的設計4 采用適合THR工藝的模板設計和施加在焊膏上的壓力標準模板厚度為150120m,通常不需要施加過大的涂布壓力。推薦的模板開口尺寸如下。ds=di+2R-0.1（di為孔徑,R為焊盤環(huán)寬）此公式保證焊盤環(huán)與模板之間的適當接觸,焊膏上的壓力是足夠的,不必增加模板的清潔次數(shù)。焊膏的特性要求有以下幾點：涂

6、布過程中應具有良好的流動性,良好的濕潤性,在孔內(nèi)及安裝插針時應有良好的黏接力。圖7 THR錫膏涂布壓力具有的特點大多數(shù)焊膏制造商提供的產(chǎn)品均可滿足該工藝,基本法則仍是：SMT元件決定了工藝窗口THR工藝也必須與之相適應。5 在PCB焊盤上足量的焊膏涂布理想的THR錫膏涂布壓力具有圖7所示的特點,每個焊盤上涂布的錫膏量必須是相應焊孔容量的倍。所需焊膏量必須在PCB的下面呈現(xiàn)“水滴”狀。填入的焊膏量可通過調整印刷速度和刮刀角度來獲得。例如,改變刮刀角度,更大的壓力可施加于焊膏上,如圖8所示（假定速度不變）。圖8 改變刮刀角度另一種方法是封閉式涂布法。密封式焊膏涂布系統(tǒng)可直接對焊膏施壓。通過調節(jié)施于

7、它上面的壓力獲得所需的焊膏涂入量,如圖9所示。圖9 封閉式涂布法在生產(chǎn)實踐中這兩種方法均可取得不錯的效果。可是,由于生產(chǎn)條件各不相同,偶爾會發(fā)生焊膏涂入量不足的現(xiàn)象。在這種情況下可選用以下改進措施：采用的模板厚度為最大允許值,重復涂布焊膏,局部增加焊膏用量,雙面涂布錫膏（雙面再流焊）,增大涂布壓力,采用較小公差（工藝標準通常規(guī)定了公差范圍）。 6 選擇最優(yōu)化包裝形式“編帶包裝”廣泛應用于SMT加工中,THR工藝的連接器也采用這種標準的包裝形式,編帶寬度一般在32mm和88mm之間。THR產(chǎn)品適用于大多數(shù)標準供料器。但是,對一些元件,特別是立式元件,有必要檢查供料器所提供的半徑,即在其進料和出料

8、處查看是否合適。許多機器也具有處理華夫盤或管式包裝元件的功能,這些包裝能夠滿足各種需求,包括專用的或“尚未定型”的元件。7 對貼片機的要求如圖10所示,通常THR連接器尺寸較大,因此要求貼片機有足夠的安裝高度,即貼片頭吸放高度應超過元器件安裝高度,所需高度通常為2540mm。在貼片過程中,它們必須由攝像系統(tǒng)完全監(jiān)控。引腳端與黑色絕緣體有明顯對比度,因此元件能夠實時地被測量并能準確定位。圖10 貼片機貼裝頭的吸放高度必須大于元件高度貼片過程中還有一個參數(shù)也很重要,即元件的長度不能太長（如高針位的元件）。早期的自動貼片機,攝像系統(tǒng)長度方向的限制意味著不能實現(xiàn)超長連接器的安裝?，F(xiàn)在已開發(fā)出并排組裝的

9、“二合一”的連接器插座,如圖11所示,它們可以并排組裝,合在一起即可達到所需要的引腳數(shù),實現(xiàn)了高針位連接器的自動裝配。圖11 并排組裝的“二合一”連接器插座8 檢查焊爐是否適合THR工藝如圖12所示,THR連接器可以在熱風對流爐、氣相焊回流爐和遠紅外回流爐中加工,應根據(jù)具體情況評估爐子的適用性。通常,在遠紅外回流爐中焊接THR連接器是有問題的,其原因在于它們的尺寸。如果尺寸較大,器件會遮蔽了焊接點,而本身卻容易遭受強烈的熱輻射。實際過程中,應根據(jù)不同問題采取相應的對策。圖12 THR連接器在焊爐中加工采用氣相爐焊接時,引腳應盡可能短,通常推薦1.5mm的引腳。如果引腳過長,焊膏可能會在氣相爐內(nèi)

10、脫落,因為焊接介質會在它上面冷凝析出。9 選擇合適的溫度分布曲線再次強調,應根據(jù)SMT元件來選擇溫度曲線,正是它們決定相應的溫度范圍。THR連接器必須在此曲線范圍內(nèi)完成焊接,DINEN61760-1標準規(guī)定的溫度分布曲線可用來作為溫度調節(jié)的依據(jù),如圖13所示。用于焊接THR連接器的溫度曲線通常設置成最低與最高溫度的中間值。因此它對熱敏感元件沒有危害,在焊接過程中不需要延長時間。圖13 DINEN61760-1標準規(guī)定的溫度分布曲線10 依據(jù)標準IPC-A-610C檢查焊接狀況對THR連接器可以根據(jù)IPC-A-610C標準檢測。只要引腳在PCB上有突出部分,即可對焊接面的焊點進行評估。 如何通過THR工藝降低生產(chǎn)成本影響THR技術使用的一個關鍵問題是找出生產(chǎn)成本（低）和元件成本（高）這兩者之間的平衡點。THR連接器比標準元件貴的原因是由于材料成本與包裝成本均較高。潛在的成本降低幅