SMT：通孔元件再流焊工艺及部分解方案

通孔回流工艺-回复什么是通孔回流工艺，该工艺如何应用于电子制造业？通孔回流工艺是电子制造业中的一项关键工艺，用于将表面组装贴片元件（SMD）焊接至电路板上。

该工艺通过在数秒或数分钟内加热电路板，使焊料熔化，并与电路板上的焊盘实现连接。

通孔回流工艺的应用旨在确保焊接的贴片元件与焊盘之间的可靠连接，从而保证电路板的功能和可靠性。

通孔回流工艺通常包括以下步骤：1. 打磨和去污：在回流工艺之前，首先需要对电路板进行打磨和去污。

这是为了去除表面的氧化物和污垢，以便确保焊接表面的良好接触。

2. 贴片：在电路板上放置SMD元件，这些元件通常是芯片型、二极管型或电感型的元器件。

在这个阶段，工作人员需要按照设计图纸进行放置，确保元件准确无误地安装在焊盘上。

3. 贴片传送：经过贴片后，电路板需要经过贴片传送工作台。

这个工作台使用机器手臂或传送带，将贴片元件以准确的速度和位置传送至回流炉的入口。

4. 回流焊接：在回流炉中，电路板通过预先设置的温度曲线进行加热。

温度曲线是根据焊接材料和元件所需温度而设计的。

加热的过程中，焊料会熔化，与焊盘进行连接。

通过精确控制温度和时间，可以确保焊接的可靠性和质量。

5. 冷却：焊接完成后，电路板会经过一个冷却过程，以确保焊接处的固化。

冷却通常在温度下降的环境中进行，这个过程可以逐渐降低焊接处的温度，使其固化并达到最佳性能。

通孔回流工艺在电子制造业中的应用非常广泛。

随着电子产品尺寸越来越小，组装更密集，传统的手工焊接方法已无法满足需求。

通孔回流工艺的应用可以提供以下优势：1. 高精度：通孔回流工艺使用机械定位和自动控制，能够实现高度准确的焊接位置和排列。

相比手工焊接，通孔回流工艺可以大幅提高焊接的精度和一致性。

2. 高效率：通孔回流工艺可以通过自动化设备实现高速焊接。

相比手工焊接，通孔回流工艺可以提高生产效率，节约时间和成本。

3. 低能耗：通孔回流工艺使用的加热方式通常是通过热风或红外辐射，相比传统的水暖炉等加热方式，能耗更低。

通孔再流焊工艺技术浅析作者：张海澎王家波李晓松来源：《科学导报·学术》2020年第17期摘;要：通孔再流焊技术是将通孔元件结合到表面组装工艺的一种工艺方法，使用通孔再流焊即可以提高生产效率又可以节省设备和成本。

本文介绍了应用通孔再流焊的必要性和工艺过程，并对决定通孔再流焊焊接质量的两项关键技术：焊盘设计和锡膏涂覆工艺两项关键技术进行了详细的介绍和分析，具有一定的借鉴价值。

关键词：BGA;植球;CBG1 通孔再流焊工艺的必要性随着电子产品向小型化、高組装密度方向发展，电子组装技术也以表面贴装技术为主。

但在一些电路板中仍然会存在一定数量的通孔插装元器件，形成表面贴装元器件和通孔插装元器件共存的混装电路板。

传统组装工艺对于混装电路板的组装工艺是先使用表面贴装技术（SMT，Surface Mount Technology）完成表面贴装器件的焊接，再使用通孔插装技术（THT，Through Hole Technology）插装通孔元器件，最后通过波峰焊或手工焊来完成印制板的组装。

传统组装工艺流程图如图一所示。

采用传统组装工艺组装混装电路板的主要缺点是必须要为使用极少的通孔插装元件的焊接增加一道波峰焊接的工序。

另外波峰焊接技术被应用于过孔插装元件（THD）印制板组件的焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接;桥接、漏焊较多;需喷涂助焊剂;印制板受到较大热冲击易翘曲变形。

为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点，通孔再流焊接技术得到应用，可以实现一道工序完成焊接。

通孔再流焊接技术（THR，Through-hole Reflow），又称为穿孔再流焊PIHR（Pin-in-Hole Reflow）。

通孔再流焊技术是将焊膏印刷到电路板上，然后在贴片后插装通孔插装元器件，最后表面贴装元器件和通孔插装元器件共同通过再流焊炉，一次性完成焊接工艺。

通孔再流焊技术主要工艺步骤如图二所示。

通过图二我们可以得出，如果使用通孔再流焊技术，就可以在混装电路板上一次完成所有元器件的焊接，这样即可以减少工序提高生产效率，又可以节省波峰焊炉的设备成本。

通孔再流焊接技术王修利1，史建卫2，钱乙余1，柴勇2（1.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点试验室，黑龙江，哈尔滨，1500012.日东电子科技（深圳）有限公司，广东，深圳，518103）摘要：通孔再流焊技术是将通孔元件结合到表面组装工艺的一种工艺方法，虽然存在不足之处，但是通过适当的工艺设计和工艺过程控制，通孔再流焊焊点质量与可靠性是可以与传统替代工艺相媲美的。

关键词：强制热风再流焊；通孔再流焊；钎料填充率；剥离；批量挤压式印刷工艺Through Hole Reflow Soldering TechnologyWang Xiuli1, Shi Jianwei2, Qian Yiyu1, Chai Yong2( 1.Harbin Institute of Technology, Harbin, 150001, China2.Sun East Electronic Technology Company Lt.d, Shenzhen, 518103 China )Abstract: Through hole reflow soldering is a way that combine through hole components with SMT. Although there are many disadvantages, solder joint quality and reliability of THR equal to traditional process instead by controlling design and process properly.Key words: Forced Hot Air Reflow Soldering; Through Hole Reflow (THR) or Pin In Paste (PIP); Filling Ratio of Solder; Fillet Lifting; PumpPrinting Technology目前PCB组装中，表面贴装元件约占80%，成本为60%，而穿孔元件约占20%，成本为40%。

SMT工艺流程及各流程分析介绍摘要SMT（Surface Mounted Technology）是一项综合的系统工程技术，其涉及范围包括基板、设计、设备、元器件、组装工艺、生产辅料和管理等。

随着SMT 技术的产生、发展，SMT在90年代得到迅速普及，并成为电子装联技术的主流。

其密度化，高速化，标准化等特点在电路组装技术领域占了绝对的优势。

对于推动当代信息产业的发展起了重要的作用，并成为制造现代电子产品必不可少的技术之一。

本论文以具体实践岗位为基础，详细讨论了SMT技术的工艺流程以及各流程的分析等相关内容。

它大大节省了材料、能源、设备、人力、时间等，不仅降低了成本，还提高了产品性能和生产效率，还给人们的生活带来了越来越多的便捷和享受。

关键词：SMT技术工艺流程介绍分析AbstractSMT（Surface Mounted Technology）technology is a synthetic system .It involves ranges have substrate,devise,equipment,component, packaging technology, Production Auxiliary Materials and management .Along with the SMT technology generation and development, SMT obtains the news fast development and the popularization in the 90s, and becomes the electronic attire to unite technical the mainstream. Its density, the high speed, characteristics and so on standardization have occupied the absolute superiority in the electric circuit packaging technique domain. Regarding the impetus message of today industry's development vital role, and became one of manufacture modern electronic products essential technologies. At present, it already soaked each profession, each domain, the application is very widespread.The present paper take the concrete practice post as a foundation, discussed the SMT technology technical process in detail and the process analysis and so on related content.It has saved the material, the energy, the equipment, the manpower, the time greatly and so on, not only reduced the cost, but also enhanced the product performance and the production efficiency, gave back to people's life to bring more and more convenient and enjoys.Key words：SMT technology，Technical process，introduce and analysis. （1）.流程框图：（2）.SMT流程介绍：由于SMA有单面安装和双面安装，元器件有全部表面安装及表面安装与通孔插装的混合安装；焊接方式可以是再流焊、波峰焊、或两种方法混合使用，目前采用的方式有几十种之多，下面仅介绍通常采用的几种形式。

SMT工艺技术改进：通孔元件再流焊工艺及部分问题课件 (一)SMT(表面贴装技术)已经成为了电子制造行业中的主流工艺，然而随着通孔元件的需求不断增长，通过SMT技术实现通孔元件的安装一直是一个难题。

基于这个背景，通孔元件再流焊工艺被引入到SMT工艺中，这项技术的出现大大提高了通孔元件的质量和可靠性，在很大程度上推动了电子制造领域的发展。

一、通孔元件再流焊工艺的优点1. 提高焊接质量通孔元件再流焊工艺是通过热波及熔融的焊料润湿材料表面，形成金属间的结合，这种焊接方式比手工焊接更加自动化，从而可以大大提高焊接质量。

2. 提高生产效率通孔元件再流焊工艺可以实现批量生产，能够高效地完成电子元器件的焊接，从而大大提高了生产效率。

3. 降低生产成本传统的手工焊接需要大量的人力和时间，增大了生产成本，而再流焊工艺减少了人力投入，节约了大量的时间和资金，从而降低了生产成本。

二、通孔元件再流焊工艺存在的问题1. 开始运用领域有限通孔元件再流焊工艺的开始仅局限于一些高技术领域，如航空、军事、卫星通讯等应用领域。

一些企业中级技术水平较低，尚未广泛开展此项工艺。

2. 工艺控制技术的不稳定性在实践使用中，通孔元件再流焊工艺容易受到工艺参数、材料附着、热量等环境因素影响，其工艺控制技术相比其他工艺仍有待进一步完善。

3. 工人专业水平要求较高通孔元件再流焊工艺操作相对手工焊接复杂，特别是参数的调试和元器件和PCB的适配要求工人的专业水平较高，企业需要有一定的人才储备。

总之，通孔元件再流焊工艺是一种具有广阔应用前景的新工艺，将会引领电子制造技术的新发展方向。

同时我们需要认识到，此项技术仍有提高空间，需要在工艺控制、设备更新、人才培养等方面不断地改进和提升。

通孔再流焊接技术1 引言目前PCB组装中，表面贴装元件约占800／0，成本为60％，而穿孔元件约占20％，成本为40％。

这种混合板采用传统再流焊技术是不能进行焊接，需采用再流焊与波峰焊两道工序。

然而波峰焊接技术被应用于过孔插装元件(THD)印制板组件的焊接有许多不足之处：不适合高密度、细间距元件焊接；桥接、漏焊较多；需喷涂助焊剂；印制板受到较大热冲击易翘曲变形。

为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点，通孔再流焊接技术得到应用，可以实现一道工序完成焊接。

通孔再流焊接技术(THR，Through-hole Reflow)，又称为穿孔再流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。

该技术原理是在印制板完成贴片后，使用一种安装有许多针管的特殊模板，调整模板位置使针管与插装元件的过孔焊盘对齐，使用刮刀将模板上的焊膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件同时通过再流焊完成焊接。

通孔再流焊在很多方面可以替代波峰焊来实现对插装元件的焊接，特别是在处理焊接面上分布有高密度贴片元件(或有线间距SMD)的插件焊点的焊接，这此采用传统的波峰焊接已无能为力，另外通孔再流焊能极大地提高焊接质量，这足以弥补其设备昂贵的不足。

通孔再流焊的出现，对于丰富焊接手段、提高线路板组装密度(可在焊接面分布高密度贴片元件)、提升焊接质量、降低工艺流程，都大有帮助。

2 通孔再流焊(THR＆PIP)工艺过程一般元件都可以加工成为表面贴装元件，但是部分异型元件，如连接器、变压器和屏蔽罩等，为了满足机械强度和大电流需要，仍然需要加工成为接插元件，通孔式接插元件有较好的焊点机械强度。

接插元件应用于通孔再流焊工艺时应考虑2个问题：一为并不是所有接插元件都可以满足通孔再流焊工艺需求，即元件材料不会因再流高温而破坏，表1为可(不可)用于再流焊工艺的元件材料汇总；二是虽然通孔式接插元件可利用现有的SMT设备来组装，但在许多产品中不能提供足够的机械强度，而且在大面积PCB上，由于平整度的关系，很难使表面贴装式接插元件的所有引脚都与焊盘有一个牢固的接触，就需重新设计模板、再流焊温度曲线及引脚与开孔直径比例等。

开发通孔回流焊接工艺在过去三到四年期间，美国Alcatel公司(Richardson, TX)已经在作消除对尽可能多的混合技术PCB的波峰焊接需要的工作。

减少波峰焊接的计划已经提供了成本与周期时间的重要改善。

通孔回流焊接工艺的实施已经是该计划的一个必要部分。

该工艺涉及在通孔(through-hole)元件要插位置印刷锡膏。

这些元件然后在表面回流焊接炉之前安装，并与其它元件一起焊接。

适合该工艺的元件类型包括针栅阵列(PGA, pin grid array)、DIP(dual in-line package)和各种连接器。

初始结果能力分析(capability studies)Alcatel公司的工艺质量标准对所有通孔元件一直要求至少75%的通孔填充。

图一、通孔回流焊炉温度曲线焊接工业标准J-STD-001 B1 (第三类应用)要求垂直填充至少75%，并明显有良好的熔湿。

计算显示，假设将孔的尺寸从波峰焊接和手工焊接正常使用的减少，0.007"的模板可提供足够的焊锡满足这些要求。

通过使用一种为新工艺重新设计的波峰焊接产品电路板，对回流焊接炉提供必要温度曲线的能力进行了研究。

该电路板是10"x15.2" ，厚度0.093"，安装一个47-mm2的陶瓷PGA，以及一些典型的标准与密间距的表面贴装元件。

该炉子是标准的带有氮气的强制对流型的。

图一显示得到的温度曲线。

板上所有的点都在锡膏供应商对峰值温度和回流以上时间的规格内。

PGA引脚的温度实际上是两面相同的，尽管有元件的热质量(thermal mass)。

小型表面贴装电阻与PGA引脚之间的峰值温度之差只有9°C。

图二、塌落的锡膏沉积物初始实施当工艺在产品电路板实施时，遇到许多的问题。

由于焊锡对引脚的分布不均，有时要求焊接点的返工。

有些引脚特别少锡，而相邻的引脚又多锡。

其它的情况，大的锡“块”保留在引脚端上，因此由于孔内少锡而要求手工的补焊。

6.3 再流焊接技术6.3.1 再流焊接技术1. 再流焊接技术的特点再流焊（亦称回流焊）是预先在PCB焊接部位（焊盘）施放适量和适当形式的焊料，然后贴放表面组装元器件，经固化后（在采用焊膏时）后，再利用外部热源是焊料再次流动达到焊接目的一种成组或逐点的焊接工艺。

再流焊接技术能完全满足各类表面组装元器件对焊接的要求，因为他能根据不同的加热方法使焊料再流，实现可靠的焊接连接。

余波峰焊接技术相比，再流焊接技术具有以下特征：（1）它不像波峰焊接那样，要把元器件直接浸渍在熔融焊料中，所以元器件收到的热冲击小。

但由于其加热方法不同，有时会施加给器件较大的热应力。

（2）仅在需要部位放置焊料；能控制焊料施放量，能避免桥接等缺陷的产生。

（3）当元器件贴放位置有一定偏离时，由于熔融焊料表面张力的作用，只要焊料施放位置正确，就能自动校正偏离，使元器件固定在正常位置。

（4）可以采用局部加热热源，从而可在同一基板上，采用不同焊接工艺进行焊接。

（5）焊料一般不会混入不纯物。

使用焊膏时，能正确的保持焊料的组成。

这些特征是波峰焊接所没有的。

虽然再流焊接技术不适用于通孔插装元器件的焊接，但是，在电子装联技术领域，随着PCB组装密度的提高和SMT的推广应用，再流焊接技术已成为电路组装焊接技术的主流。

2.焊料供给的方法在在流焊接中，将焊料施放在焊接部位的主要方法是：（1）焊膏法。

这是在流焊接中最常用的施放焊料的方法，已在第4章中做了介绍。

（2）欲敷焊料法。

在元器件和PCB上欲敷焊料，在某些应用场合可采用电镀焊料法和熔融韩料法将焊料欲敷在元器件电极部位或微细引脚上，或者PCB的焊盘上。

在细间距器件的组装中，采用电镀法欲敷焊料是比较合适的方法，但电镀的焊料层不稳定，需在电镀焊料后进行一次熔融，经过这样的稳定化处理后，可获得稳定的焊料层。

（3）欲预成型焊料。

预成型焊料是将焊料制成各种形状，有片状、棒状和微小球状等预成型焊料，焊料中也可以含有焊剂。