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1、穿孔回流焊是一项国际电子组装应用中新兴的技术。当在PCB的同一面上既有贴装元件,又 有少量插座等插装元件时,一般我们会采取先贴片过回流炉,然后再手工插装过波峰焊的方 式。但是,如果采取穿孔回流焊技术,则只需在贴片完成后,进回流炉前,将插件元件插装 好,一起过回流炉就可以了。通过这项比较,就可以看出穿孔回流焊相对于传统工艺的优越性。首先是减少了工序, 省去了波峰焊这道工序,在费用上自然可以节省不少。同时也减少了所需工作人员,在效率 上也得到了提高。其次是回流焊相对于波峰焊,生产桥接的可能性要小得多,这样就提高了 一次通过率。穿孔回流焊技术相对传统工艺在经济上、先进性上都有很大的优势。所以,穿 孔
2、回流焊技术是电子组装中的一项革新,必然会得到广泛的应用。但如果要应用穿孔回流焊技术,也需要对器件、PCB设计、网板设计等方面提出一些不 同于传统工艺的要求。一)元件:穿孔元件要求能承受回流炉的回流温度的标准,最小为230度,65秒。这一过程包括 在孔的上面涂覆焊膏(将在回流焊过程中进入孔中)。为使这一过程可行,元件体应距板面 0.5毫米,所选元件的引脚长度应和板厚相当,有一个正方形或U形前截面,(较之长方形 为好)。二)计算孔尺寸完成孔的尺寸应在直径上比引脚的最大测量尺寸大0.255毫米(0.010英寸),通常用 引脚的截面对角,而不包括保持特征。钻孔的尺寸比之完成孔再大0.15毫米(0.00
3、6英寸), 这是电镀补偿,这样算得的孔就是可接受的最小尺寸。三)计算丝网:(焊膏量)第一部分计算是找出焊接所需的焊膏量,孔的体积减去引脚的体积再加上焊角的体积。 (需要什么样的焊接圆角)。所需焊接体积乘以2就是所需焊膏量,因为焊膏中金属含量为 50%体积(以ALPHA的UP78焊膏为例)。丝印过程中将焊膏通过网孔印在PCB上,由于压力 一般能将焊膏压进孔中0.8毫米(当刮刀与网板成45度角时)。我们计算进入孔中焊膏的体 积,从所需焊膏量中减去它就得到在网孔中留下焊膏的体积。这一体积除以网板的厚度就可 以求出网孔所需的面积了。四)网板设计:网板的位置将取决于以下几个因素:1、网孔的一边到孔中心的
4、最小距离要求等于钻孔半径。2、网孔总是比焊盘要大,所以焊膏将涂在阻焊层上,回流焊后确认不会有焊膏残留在 阻焊盘上,网孔的边要求笔直,因为当回流焊过程焊膏进入孔中,将不会有焊膏在表面进行 回流焊。3、器件底面的下模形状有设计限制,下底面和丝印的焊膏之间需要有0.2毫米的空间。 (在设计中必须包含)4、在插座上,许多网孔提供笔直和窄的丝印,所以元件定位和穿孔插座旁的测试点要 留下一定的空间给焊膏层。5、一般元件比如晶振,在元件下有足够的空间满足丝印需要的面积,这意味着将没有 必要将焊膏涂覆在元件的外部。五)元件管脚的准备:管脚有一个正确的长度非常重要,当它们进入这一过程之前它们必须被预先剪切以达到
5、 比板厚多1.5毫米的条件。所有的引脚尺寸和网孔尺寸的变动偏差都将会被焊接圆角的量所 包含,所以一些变动会体现在焊接圆角的高度变动上。回流炉的温度曲线要求设置成:在4.5分钟内平滑提升到165+20度,从165220+5度 只经过一个温区,在220+5度保持50秒。六)焊接:由于实际原因,当穿孔回流焊时总是有焊膏的变动,所以设计有一个焊接圆角,可以解 决一系列变动。变动的圆角总是在元件下方,从平坦到饱满以符合检验标准。穿孔回流焊在应用上是比较简捷的,但相对“插装波峰焊”的工艺则需要较多的前期 准备工作。穿孔回流焊的重点是对网孔形状、大小的设计,这一计算过程又要考虑到焊膏的 固体含量、引脚的体积、孔径的大小等因素。所以,要得到一个完美的焊点,需要经过周详 的计算的反复的试验。本文只是对穿孔回流焊的基本技术要求作了说明,有许多细节问题还 有待进一步试验和总结。