回流通孔件的簡易方法

回流通孔件的簡易方法

在目前的無鉛線路板組裝中，混裝路板所占的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于100%是表貼元件或100%是通孔元件的板子，典型的混裝印制線路板只含有幾個(gè)通孔器件，通常是連接器，與其它主被動(dòng)元件不同的是：連接器需要經(jīng)常的插拔，或者起著結(jié)構(gòu)件的作，因而當(dāng)表貼連接器無法提供足夠的強(qiáng)度或可靠性滿足具體要求時(shí)，通孔連接器將在許多應(yīng)用中持續(xù)地發(fā)揮用。

目前有幾種不同的技術(shù)用來貼裝混合線路板上的通孔連接器。主要有：手工焊、焊料預(yù)成型、選擇性波烽焊、光束加工，PIH及自焊式連接器技術(shù)。

手工焊的焊點(diǎn)一致性差，效率低；焊料預(yù)成型，雖然安裝效率有一定的提高，但也會(huì)在回流時(shí)伴隨出現(xiàn)焊料“偷搶”的現(xiàn)象；波峰焊對(duì)混裝線路板的設(shè)計(jì)、元器件的選用有很大的限制；選擇性焊接使用專門的機(jī)器來工作，同樣對(duì)周圍的表貼件與焊盤的外徑也有是小間距的要求；填沖式回流，英文又稱“paste in hole”或“single center reflow soldering”,它簡化了通孔元器件的貼裝程序。無需添購特別的設(shè)備和輔助配件，只需用標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝工藝來進(jìn)行貼裝，連接器殼體采用的是抗高溫的殼體材質(zhì)，在一些連接器的設(shè)計(jì)中、殼體底部增加了隔離肋來應(yīng)對(duì)刷上去的錫膏。該技術(shù)對(duì)一些連接器的PCB布局有要求，因?yàn)橛袝r(shí)需要多次刷錫膏以提供填沖孔所需的焊錫，該技術(shù)最大的難題是網(wǎng)板的設(shè)計(jì)及如何提供足量的錫膏，在以下情況，填沖式回流遭遇瓶頸：連接器的間距小于.“100，PCB的厚度大于.062”，或者是連接器超過2排。Teka Interconnection sys公司致力于回流通孔件領(lǐng)域的研究，其自焊式連接器技術(shù)為混線路板貼裝上通孔件的回流，提供了又一選擇方法。

自焊式連接器技術(shù)

SBL技術(shù)將回流通孔件整合入表面貼裝制程，使用常規(guī)的SMT設(shè)備和SMT流程，無需多余的工序，無需添加焊錫膏，清洗劑，SBL連接器只需簡單的回流工藝既可形成理想的焊點(diǎn)。

在連接器的制造過程當(dāng)中，焊料-清洗劑被植入每只引腳（見圖1,2）加載了焊料-清洗劑的連接器相當(dāng)于完成了部分SMT的前期工作，很順暢地和最終用戶的工序銜接在一起。

Figure 1 SBL Header Connector?? ???Figure 2 SBL Header Solder-Flux? Segments

在連接器的制造過程當(dāng)中，需要植入的焊料-清洗劑份量得與精確控制，所需量的多少也可以根據(jù)PCB的厚度進(jìn)行調(diào)整。

SBL技術(shù)的顯著優(yōu)勢使它具有提供足量焊料-清洗劑的能力，即便是“125厚的PCB，SBL 連接器也可以對(duì)通孔進(jìn)行100%填充（見圖3、圖4）

Figure 3 – SBL Non-Protrusive Through Hole???? .093 [2.36mm] PCB

Figure 4 - SBL Through Hole - .062 [1.58mm] PCB

2 疊層長針的挑戰(zhàn)

疊層長針連接器的組裝有著獨(dú)特的特點(diǎn)和挑戰(zhàn)（見圖5&圖6）。

波峰焊、選擇性波峰焊、選擇性焊接借助了“毛細(xì)管”效應(yīng)形成焊點(diǎn)。因此不適于疊層長針連接器的組裝，以上三種技術(shù)會(huì)在連接器的針腳附近上殘留。安裝好的長針需要和對(duì)應(yīng)的母端連接。接觸端的污染會(huì)損害接觸性能。所以長針必須避免粘上錫膏、釬氣。SBL技術(shù)無疑是疊層長針連接器組裝的理想選擇。

Figure 6 -? SBL? Stackthrough Connector ??.093 [2.36 mm] PCB

3 PCB測試樣本

已進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)來評(píng)估SBL在整合通 孔回流器件入表面貼裝制程的應(yīng)用。樣本包括采用多列（2-4）、SBL、引腳間距分別為.100inch [2.54 mm]和2 mm[.079inch]的連接器，針于孔內(nèi)（見圖3）、標(biāo)準(zhǔn)針孔結(jié)合、疊加長針（見圖5）的組裝結(jié)構(gòu)，預(yù)置焊料為SAC305及“免清洗”的清洗劑，采用的PCB有不同類的鍍層（鍍金、鍍銀）。為了檢驗(yàn)通孔的添充度，選用了厚度分別為.062inch[1.58 mm]， 093 inches [2.36 mm]和。128inches[3.25 mm]的PCB?；亓鳡t采用BTU，VIP 98 seven zone convection reflow oven。

4 回流曲線及焊點(diǎn)

以幾種推薦使用的回流曲線為參照，進(jìn)行稍許的調(diào)整，SBL連接器可以在上面提到的各種試樣組合中獲得理想的焊點(diǎn)，SBL的回流曲線上進(jìn)行調(diào)整的目的上使通孔的內(nèi)壁溫度得以 回流爐的溫度協(xié)調(diào)，從而在錫膏開始流動(dòng)時(shí)，毛細(xì)管效應(yīng)可以充分發(fā)揮，具體的調(diào)整將會(huì)隨回流爐設(shè)備的型號(hào)、PCB的熱擴(kuò)散系數(shù)大小，對(duì)流系統(tǒng)的不同而變動(dòng)。

使用如圖8&9所示的回流曲線可以得到滿意焊接點(diǎn)（IPC Class III)，特別在上面圖3&圖7所示，PCB厚為.093 inches[2.36 mm] and .125 inches[3.18 mm]的條件下，熱電耦對(duì)PCB的溫度顯示也在典型的回流范圍內(nèi)。

Figure 7 – SBL Through Hole Connector??? ?????.125 [3.18mm] PCB

5 結(jié)論

Rohs及市場的變化迫切要求提高混合線路板貼裝效率。自焊式連接器技術(shù)簡化了工藝，提高資本、設(shè)備的利用率。SBL技術(shù)預(yù)先把焊料-清洗劑植入每只引腳，豐富了通孔件再回流技術(shù)應(yīng)用。憑借SBL技術(shù)，通孔填充率低，疊層長針連接器的組裝的難題也可在簡易的回流工序得以克服。