想知道什么是通孔回流焊（PHR）嗎？

日期：2018-03-26

在PCB組裝工藝中用回流焊接工藝完成通孔插裝元器件的焊接稱(chēng)為通孔回流焊接（Through-hole Reflow，THR） 。

用傳統(tǒng)的方法焊接混合組裝的PCB時(shí)，通常采用的工藝流程是：印刷焊膏→貼裝 SMC/SMD→再流焊接表面貼裝元器件→插裝THC/THD→波峰焊接THC/THD。THR是利用一種安裝有許多針管的特殊模板，調(diào)整模板位置，使針管與插裝元器件的通孔焊盤(pán)對(duì)齊，使用刮刀將模板上的焊膏漏印到焊盤(pán)上，然后安裝插裝元器件，最后插裝元器件和貼片元器件一起通過(guò)回流焊完成焊接。當(dāng)使用THR時(shí)，SMC/SMD和THC/THD都是在回流焊接工序內(nèi)完成焊接的。THR的出現(xiàn)，豐富了焊接手段，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率。

二.通孔回流焊接工藝的優(yōu)點(diǎn)

1.可以利用現(xiàn)有的SMT設(shè)備來(lái)組THC/THD，節(jié)省成本和投資。

2.目前的自動(dòng)多功能貼裝設(shè)備均可以貼裝THC/THD；在以表面貼裝為主的PCB上使用THR，摒棄了傳統(tǒng)波峰焊接工藝和手工插裝工藝，實(shí)現(xiàn)單一的SMT生產(chǎn)線(xiàn)就能完成所有PCB的組裝。

3.多種操作被簡(jiǎn)化成一種綜合性的工藝過(guò)程。

4.需要的設(shè)備、材料和人員較少。

5.可降低生產(chǎn)成本和縮短生產(chǎn)周期。

6.可降低因波峰焊接而帶來(lái)的高缺陷率。

7.可省去一個(gè)或一個(gè)以上的熱處理步驟， 從而改善可焊性和電子組件的可靠性。THR對(duì)于元器件的耐溫性，通孔焊盤(pán)的設(shè)計(jì)，模板設(shè)計(jì)，焊膏印刷以及回流焊接都有著特殊的要求。

三.通孔回流焊接工藝的缺點(diǎn)

1.焊膏用量特別大。

2.助焊劑揮發(fā)后形成的殘留物很多，會(huì)對(duì)機(jī)器和PCB造成污染。

3.焊點(diǎn)的空洞的概率增加。

3.由于通孔元器件要經(jīng)過(guò)整個(gè)回流溫度曲線(xiàn)， 所以它們必須承受峰值溫度為240℃、30s的熱沖擊。通孔元器件必須考慮回流焊接的適應(yīng)性。元件應(yīng)該采用那些在 183℃（最好是220℃達(dá)40s）以上、峰值溫度235℃、 （60～90 ）s內(nèi)不發(fā)生劣化的樹(shù)脂制造。元件制造商還 需要有關(guān)彎曲、尺寸穩(wěn)定性、收縮和介電特性等方面的標(biāo)準(zhǔn)。

4.QJ165B對(duì)通孔焊接點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)是PCB焊接面（B面）焊接潤(rùn)濕角的存在和焊料充滿(mǎn)至少100%板厚的通孔。THR的主要技術(shù)挑戰(zhàn)是，如何在具有高密度引腳元件的通孔里面和周?chē)∷⒆銐虻腻a膏，使得在B面形成可接受的焊接點(diǎn)，以滿(mǎn)足QJ165B的要求。因?yàn)樵赥HR中，在A面形成焊接潤(rùn)濕角不是問(wèn)題，因?yàn)殄a膏是從A面印刷的。

5.由于焊膏中金屬成分體積約占焊膏體積的50%左右， 需要優(yōu)化通孔焊盤(pán)設(shè)計(jì)，模板設(shè)計(jì)，確保足夠的焊膏量，防止少錫和空洞。

6.與普通波峰焊接工藝相比較，THR的技術(shù)難度較高：PCB的厚度、鍍孔尺寸、PCB焊盤(pán)尺寸、焊膏印刷量、元器件引線(xiàn)直徑、元器件引腳間距、焊膏的金屬含量、印刷網(wǎng)板的設(shè)計(jì)、元器件的安裝以及焊點(diǎn)的檢測(cè)等會(huì)影響焊點(diǎn)的形狀。除此之外，金屬化孔焊料量的填充還與印刷網(wǎng)板的開(kāi)口尺寸有關(guān)。

7. THR對(duì)元器件安裝設(shè)計(jì)有特殊要求

1）金屬化孔設(shè)計(jì)

（1）圓形引線(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)金屬化孔的孔徑為圓形引線(xiàn)直徑+0.254mm。

（2）矩形引線(xiàn)：標(biāo)準(zhǔn)金屬化孔的孔徑為對(duì)角線(xiàn)+1.27mm。

2）焊盤(pán)尺寸

考慮最小焊盤(pán)尺寸時(shí)，必須考慮金屬化孔尺寸、PCB制造公差和要求的最小焊環(huán)。最小焊環(huán)的定義為：從金屬化孔邊緣到焊盤(pán)外徑金屬部分的最小量。最小焊盤(pán)直徑=最后的金屬化孔直徑+2（最小環(huán)）+PCB制造公差最小焊盤(pán)尺寸減少了需要用來(lái)形成A面和B面潤(rùn)濕角的焊膏量。

3）焊盤(pán)與周邊相鄰導(dǎo)體的間隙

金屬化孔元器件焊盤(pán)與周邊相鄰金屬導(dǎo)體之間應(yīng)有足夠的間隙，如果有靠得太近的金屬化孔，焊料將在金屬化孔與焊盤(pán)之間被平分，引起橋連。在金屬化孔元器件焊盤(pán)周邊要求的間隙區(qū)域內(nèi)，應(yīng)沒(méi)有暴露的其它金屬、孔或圖例阻焊膜。圖例阻焊膜可能影響再流期間焊膏的流動(dòng)，并將其分離形成焊珠。

四.結(jié)語(yǔ)

THR是上個(gè)世紀(jì)九十年代出現(xiàn)的，為填補(bǔ)傳統(tǒng)回流焊接不能焊接通孔插裝元器件的回流焊接技術(shù)。THR克服了波峰焊接的許多不足，簡(jiǎn)化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率，比較適合于高密度電路板中插裝元器件的焊接。但是由于引腳長(zhǎng)度、引腳端部形狀以及焊膏中金屬成分所占體積的限制，尤其是使用THR時(shí)焊膏量的計(jì)算和控制十分復(fù)雜，使得THR很難滿(mǎn)足通孔100%以上的透錫率，因此，對(duì)于高可靠性電路板，特別是軍用產(chǎn)品需要承受一定機(jī)械力的連接器等通孔插裝元器件，應(yīng)慎重使用THR。THR和選擇性波峰焊接都是為解決PCB上通孔插裝元器件焊接的工藝技術(shù)，比較而言，我們更愿意使用選擇性波峰焊接，尤其對(duì)于引線(xiàn)鍍金的電連接器，選擇性波峰焊接有著THR無(wú)法比擬的優(yōu)越性。綜上所述，THR工藝發(fā)展的主要方向還是在工藝的完善和元器件的改良上，尤其對(duì)于高可靠要求的航天航空軍用電子設(shè)備，必須慎重考慮。

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