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THR通孔回流焊技术要求
通孔回流焊技术要求
近年来,表面贴装技术(SMT)迅速发展起来,在电子行业具有举足轻重的位置。除了全自动化生产规模效应外,SMT还有以下的技术优势:元件可在PCB的两面进行贴装,以实现高密度组装;即使是最小尺寸的元件也能实现精密贴装,因此可以生产出高质量的PCB组件。然而,在一些情况下,这些优势随着在PCB上元件贴着力的减少而削弱。让我们观察图1的例子。SMT元件的特点是设计紧凑,并易于贴装,与通孔的连接器在尺寸和组装形式上有明显的区别。
图1 PCB上组装有SMT元件(左)和一个大理通孔安装的连接器(右)
用于工业领域现场接线的连接器通常是大功率元件。可满足传输高电压、大电流的需要。因此设计时必须考虑到足够的电气间隙与爬电距离,这些因素最终影响到元件的尺寸。
此外,操作便利性、连接器的机械强度也是很重要的因素。连接器通常是PCB主板与“外界部件”通信的“接口”,故有时可能会遇到相当大的外力。通孔技术组装的元件在可靠性方面要比相应的SMT元件高很多。无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离PCB。
从成本考虑,大部分PCB上SMT元件约占80%,生产成本仅占60%;通孔元件约占20%,生产成本却占40%,如图2所示。可见,通孔元件生产成本相对较高。而对许多制造公司来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯
SMT工艺的印刷线路板。
图2 带有通孔无件和SMT元件的PCB
根据生产成本以及对PCB的影响,SMT+波峰焊和SMT+压接技术(press in)等现有的工艺还不完全令人满意,因为在现有的SMT工序需要进行二次加工,不能一次性完成组装。
这就对采用通孔技术的元件提出了下列要求:通孔元件与贴片元件应该使用同样的时间、设备和方法来完成组装。
THR如何与SMT进行整合
根据上述要求发展起来的技术,称之为通孔回流焊技术(Through-hole Reflow,THR),又叫“引脚浸锡膏(pin in paste,PIP)”工序,如图3所示。
图3 通孔回流焊技术的工序
“引脚浸锡膏”法将典型的SMT生产工艺应用在带电镀通孔的PCB上,并取得了令人满意的效果。但在采用这种方法时,需要根据实际使用的元件和加工过程中的具体情况调整有关参数。
图4 可采用THR工艺的连接器元件应满足的特性
完成THR工艺的步骤
1确认通孔的连接器是否可采用THR工艺
“真正的”THR连接器元件应满足图4中的特性。
2 PCB的设计需适应新的工艺条件
1)孔径
孔径选择的原则有两个:一方面应保证焊锡容易回流到焊孔内(毛细管原理),另一方面还应保证组装的可靠性(元件公差),如图5所示。
图5 孔径的选择
2)焊盘环的设计
,如图6所示,它有利于对形成的焊点弯月面进行评估。如果采用较大的间距与爬电距离,按照上述过程,。
3 高质量焊点的外观
THR是独立的焊接工艺,焊点质量可以按照IPC-A-610C标准检验。将波峰焊形成的焊点与THR焊点相比较,按照传统的标准,THR焊点看上去呈“锡量不足状”,并仅有较小的弯月面。这一现象是THR焊接工艺的特征,通常应与质保部共同来判定是否满足焊接要求