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引言 在傳統(tǒng)的電子組裝工藝中，對(duì)于安裝有過(guò)孔插裝元件(THD)印制板組件的焊接一般采用波峰焊接技術(shù)。但波峰焊接有許多不足之處：不適合高密度、細(xì)間距元件焊接；橋接、漏焊較多；需噴涂助焊劑；印制板受到較大熱沖擊翹曲變形。因此波峰焊接在許多方面不能適應(yīng)電子組裝技術(shù)的發(fā)展。為了適應(yīng)表面組裝技術(shù)的發(fā)展，解決以上焊接難點(diǎn)的措施是采用通孔回流焊接技術(shù)(THR，Through-hole Reflow)，又稱(chēng)為穿孔回流焊PIHR(Pin-in-Hole Reflow)。該技術(shù)原理是在印制板完成，使用XP-6080貼片機(jī)貼片后，使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件的過(guò)孔焊盤(pán)對(duì)齊，使用刮刀將模板上的錫膏漏印到焊盤(pán)上，然后安裝插裝元件，后插裝元件與貼片元件同時(shí)通過(guò)回流焊完成焊接。從中可以看出穿孔回流焊相對(duì)于傳統(tǒng)工藝的優(yōu)越性：首先是減少了工序，省去了波峰焊這道工序，節(jié)省了費(fèi)用，同時(shí)也減少了所需的工作人員，在效率上也得到了提高；其次回流焊相對(duì)于波峰焊，產(chǎn)生橋接的可能性要小的多，這樣就提高了一次通過(guò)率。穿孔回流焊相對(duì)傳統(tǒng)工藝在經(jīng)濟(jì)性、先進(jìn)性上都有很大優(yōu)勢(shì)。通孔回流焊接技術(shù)起源于日本SONY公司，20世紀(jì)90年代初已開(kāi)始應(yīng)用，但它主要應(yīng)用于SONY自己的產(chǎn)品上，如電視調(diào)諧器及CD Walkman。
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2 通孔回流焊接生產(chǎn)工藝流程與SMT流程極其相似，即印刷焊膏--插入元件--回流焊接，無(wú)論對(duì)于單面混裝板還是雙面混裝板，流程相同。 2.1 焊膏印刷，TYS550半自動(dòng)錫膏印刷機(jī) 2.1.1焊膏的選擇 通孔回流所用的焊膏黏度較低，流動(dòng)性好，便于流入通孔內(nèi)。一般在SMT工藝以后進(jìn)行通孔回流，若SMT采用的焊膏合金成分為63Sn37Pb，那么為了保證通孔回流時(shí)SMT元件不會(huì)再次熔化而掉落，焊膏中焊錫合金的成分可采用熔點(diǎn)稍低的46Sn46Pb8Bi(178℃)，焊料顆粒尺寸25μm以下＜10％，25～50μm＞89％，50μm以上＜1％。 2.1.2 基本原理 在一定的壓力及速度下，用塑膠刮刀將裝在模板上的焊膏通過(guò)模板上的漏嘴漏印在線(xiàn)路板上相應(yīng)位置。步驟為：送入線(xiàn)路板→線(xiàn)路板機(jī)械定位→印刷焊膏→送出線(xiàn)路板。 2.1.3 焊膏印刷示意圖(見(jiàn)圖1)
(1)刮刀：采用鋼材料，無(wú)特別的要求，刮刀與模板之間間距為0.1～0.3mm，角度為9°； (2)模板：厚度為3mm，模板主要由鋁板及許多漏嘴組成； (3)漏嘴：漏嘴的作用是焊膏通過(guò)它漏到線(xiàn)路板上，漏嘴的數(shù)量與元件腳的數(shù)量一樣，漏嘴的位置與元件腳的位置一樣，以保證焊膏正好漏在需要焊接的元件位置，漏嘴下端與PCB之間間距為0.3mm，目的是保證焊膏可以容易地漏印在PCB上。漏嘴的尺寸可以選擇，以滿(mǎn)足不同焊錫量的要求； (4)印刷速度：可調(diào)節(jié)，印刷速度的快慢對(duì)印在PCB上焊膏的份量有較大的影響。 2.1.4 工藝窗口 在機(jī)器設(shè)置完成后，只有印刷速度可通過(guò)電子調(diào)節(jié)。要達(dá)到好的印刷品質(zhì)，具備以下幾點(diǎn)： (1)漏嘴的大小合適，太大引起焊膏過(guò)多而短路，太小引起焊膏過(guò)少而少錫； (2)模板平面度好，無(wú)變形； (3)各參數(shù)設(shè)置正確(機(jī)械設(shè)置)：漏嘴下端與PCB之間間距為0.3mm，刮刀與模板之間間距為0.1～0.3mm，角度為9°。 2.2 插入元件 采用人工的方法將電子元件插入線(xiàn)路板中，如電容、電阻、排插、開(kāi)關(guān)等。元件在插入前線(xiàn)腳已經(jīng)剪切，在焊接后無(wú)須再剪切線(xiàn)腳，而波峰焊是在焊接后才進(jìn)行元件線(xiàn)腳剪切。 2.3 回流焊接TY-RF816八溫區(qū)回流焊， 2.3.1 原理 熱風(fēng)氣流通過(guò)特制的模板上噴嘴，在一定的溫度曲線(xiàn)下，將印刷在PCB上元件孔位處的焊膏熔化，然后冷卻，形成焊點(diǎn)，將通孔元件焊接于線(xiàn)路板上。 2.3.2 回流爐的結(jié)構(gòu) 共有4個(gè)溫區(qū)：兩個(gè)預(yù)熱區(qū)，1個(gè)回流區(qū)，一個(gè)冷卻區(qū)。只有下部才有加熱區(qū)，而上方則沒(méi)有加熱區(qū)，不像TY-RF816回流爐上下都有加熱區(qū)。TY-RF816是SMT回流焊爐，這樣的設(shè)計(jì)可以盡量較少溫度對(duì)元件本體的損壞。兩個(gè)預(yù)熱區(qū)和一個(gè)回流區(qū)的溫度可以獨(dú)立進(jìn)行控制，冷卻區(qū)則為風(fēng)冷。回流區(qū)為關(guān)鍵的溫區(qū)，它需要特殊的回流模板。 2.3.3 點(diǎn)焊回流爐回流區(qū)工作示意圖(見(jiàn)圖2)
模板：厚度為15mm，模板主要由耐高溫金屬板及許多噴嘴組成。 噴嘴：噴嘴的作用是熱風(fēng)通過(guò)它吹到線(xiàn)路板焊膏上。噴嘴的數(shù)量與元件腳的數(shù)量相同，噴嘴的位置與元件腳的位置一樣，以保證熱風(fēng)正好吹在需要焊接的元件位置，提供足夠的熱量。噴嘴上端與PCB之間間距為3mm，噴嘴的尺寸可以選擇，以滿(mǎn)足不同元件不同位置的熱量需求。?
