PIP通孔回流技术
通孔回流工艺 -回复
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。
通孔回流工艺解析经典版
通孔回流焊接的作用一.什么叫通孔回流焊接技在传统的电子组装工艺中，对于安装有过孔插装元件采用波峰焊接技术。
但波峰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；PCB板受到较大热冲击翘曲变形。
因此波峰焊接在许多方面不能适应高精密度电子组装技术的发展。
为了适应这种高精密度表面组装技术的发展，解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技(THRThrough-holeReflow)，又称为穿孔回流焊PIHR(Pin-in-HoleReflow)。
该技术原理是在PCB板完成贴片后，使用一种安装有许多针管的特殊钢网模板，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锡膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。
从中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，节省了人工费用，在效率上也得到了提高；其次回流焊相对于波峰焊，产生桥接的可能性要小的多，这样就提高了一次通过率。
穿孔回流焊相对传统工艺在生产效率、先进性上都有很大优势。
通孔回流焊接技术起源于日本SONY公司，20世纪90年代初已开始应用，但它主要应用于SONY自己的产品上，如电视调谐器及CDWalkman。
通孔回流焊有时也称作分类元件回流焊，正在逐渐兴起。
它可以去除波峰焊环节，而成为PCB混装技术中的一个工艺环节。
通孔回流焊最大的好处就是可以在发挥表面贴装制造工艺的优点的同时使用通孔插件来得到较好的机械联接强度。
对于较大尺寸的PCB板的平整度不能够使所有表面贴装元器件的引脚都能和焊盘接触，同时，就算引脚和焊盘都能接触上，它所提供的机械强度也往往是不够大的，很容易在产品的使用中脱开而成为故障点。
尽管通孔回流焊可发取得偿还好处，但是在实际应用中通孔回流焊仍有几个缺点，锡膏量大，这样会增加因助焊剂的挥了冷却而产生对机器污染的程度，需要一个有效的助焊剂残留清除装置。
Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术
Pb-Free焊接技术革新----回流焊及通孔回流技术招生对象－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－电子制造企业：生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师【主办单位】中国电子标准协会【咨询热线】0 7 5 5 – 2 6 5 0 6 7 5 7 1 3 7 9 8 4 7 2 9 3 6 李生【报名邮箱】martin# （请将#换成@）课程内容－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－前言：" 无铅回流焊技术历经多年发展及工艺革新，宽泛成熟工艺窗口（PWI），针对于普通电子产品的成功焊接，大家一般能驾轻就熟。
不过，对于QFN、CPS、POP、PiH、01005等特殊元器件焊接后的机械性能、电气性能；仍有许多技术难点、焊接工艺仍需再度优化工艺窗口及制程改善。
通孔回流焊接THR（Through-hole Reflow）目前大多数PCBA通孔元件占比较少约5%~10%，通常采用波峰焊接、选择性波峰焊接、自动焊接机器人、手工焊以及压接等方法，组装费用远远高于该比例，而且组装质量也不如回流焊接，因此通孔元件回流焊接日渐流行，不仅有利于提高生产效率及产品质量，同时带来工艺技术水平的提高和进步。
不过有关通孔回流焊接PCB的DFM、网版开孔设计、载具工装、回流检测等技术，较多的实践层面问题，仍需多做工艺技术的交流与探讨、学习。
"参加对象：" 电子制造企业：生产工程师、制程工程师、工艺工程师、产品工程师、设备工程师、品质工程师、NPI工程师军工单位、研究院所：工艺研究员、品质工程师、设计工程师、设备工程师、品质工程师；"【温馨提示】：本公司竭诚为企业提供灵活定制化的内部培训和顾问服务，培训内容可根据您的需要灵活设计，企业内部培训人数不受限制，培训时间由企业灵活制定。
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开发通孔回流焊接工艺
开发通孔回流焊接工艺本文介绍：“通孔回流焊接工艺消除许多混合技术PCB的波峰焊接的需要。
”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。
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。
pip 工艺
pip 工艺pip工艺是一种常用于输送液体、气体和粉体的管道安装工艺。
它是利用一种特殊的焊接方法将管道连接起来，以确保管道的密封性和结构强度。
本文将介绍pip工艺的原理、应用以及优缺点。
一、pip工艺的原理pip工艺主要利用焊接技术将管道连接起来，常用的焊接方法包括电弧焊、气焊和TIG焊等。
在焊接过程中，需要使用特殊的焊接材料和工具，以确保焊接接头的牢固性和密封性。
二、pip工艺的应用pip工艺广泛应用于工业生产领域，特别是在化工、石油、天然气和电力等行业。
它可以用于输送各种介质，如水、气体、油品和化学品等。
pip工艺不仅可以连接直管，还可以连接弯管、分支管和阀门等。
三、pip工艺的优点1. 管道连接牢固：pip工艺采用焊接连接，焊缝强度高，能够承受较大的压力和拉力，确保管道连接的牢固性。
2. 管道密封性好：pip工艺焊接接头紧密，能够有效防止介质泄漏，确保管道的密封性。
3. 管道外观美观：pip工艺焊接接头平整，外观美观，可以提高管道的整体美观度。
4. 施工效率高：pip工艺施工简单，操作方便，可以提高施工效率，缩短工期。
四、pip工艺的缺点1. 施工成本较高：pip工艺需要使用特殊的焊接材料和工具，施工成本相对较高。
2. 焊接过程对操作人员要求较高：pip工艺需要经过专门的培训和掌握一定的焊接技术，对操作人员的要求较高。
pip工艺是一种常用的管道安装工艺，它可以确保管道连接的牢固性和密封性，广泛应用于化工、石油、天然气和电力等行业。
虽然pip工艺施工成本较高，对操作人员要求较高，但它具有连接牢固、密封性好、外观美观和施工效率高等优点。
在实际应用中，我们应根据具体情况选择适合的管道安装工艺，以确保工程质量和安全性。
通孔回流焊接的工艺技术
通孔回流焊接的工艺技术如图2，可实现在单一步骤中同时对通孔元件和表面贴装元件（SMC/SMD）进行回流焊。
相对传统工艺，在经济性、先进性上都有很大的优势。
所以，通孔回流工艺是电子组装中的一项革新，必然会得到广泛的应用。
二通孔回流焊接工艺与传统工艺相比具有以下优势：1、首先是减少了工序，省去了波峰焊这道工序，多种操作被简化成一种综合的工艺过程；2、需要的设备、材料和人员较少；3、可降低生产成本和缩短生产周期；4、可降低因波峰焊而造成的高缺陷率，达到回流焊的高直通率。
；5、可省去了一个或一个以上的热处理步骤，从而改善PCB可焊性和电子元件的可靠性，等等。
尽管用通孔回焊可得到良好的工艺效果，但还是存在一些工艺问题。
1、在通孔回焊过程中锡膏的用量比较大，由于助焊剂挥发物质的沉积会增加对机器的污染，因而回流炉具有有效的助焊剂管理系统是很重要的；2、对THT元件质量要求高，要求THT元件能经受再流焊炉的热冲击，例如线圈、连接器、屏蔽等。
有铅焊接时要求元件体耐温235℃，无铅要求260℃以上。
许多THT元件尤其是连接器无法承受回流焊温度；电位器、铝电解电容、国产的连接器、国产塑封器件等不适合回流焊工艺。
3、由于要同时兼顾到THT元件和SND元件，使工艺难度增加。
本文重点是确定对通孔回流工艺质量有明显影响的各种因素，然后将这些因素划分为材料、设计或与工艺相关的因素，揭示在实施通孔回流工艺之前必须清楚了解的关键问题。
1. 通孔回流焊焊点形态要求2. 获得理想焊点的锡膏体积计算3. 锡膏沉积方法4. 设计和材料问题5. 贴装问题6. 回流温度曲线的设定下面将逐项予以详细描述。
1、通孔回流焊焊点形态要求：首先，应该确定PIHR焊点的质量标准，建议参照业界普遍认同的焊点质量标准IPC-A-610D，根据分类(1、2或3类)定出目视检查的最低可接受条件。
企业可在此标准基础上，进行修改以适应其工艺水平。
通孔回流理想焊点模型是一个完全填充的电镀通孔(Plated Through Hole，PTH)，在PCB的顶面和底面带有焊接圆角（如图3）。
通孔回流焊工艺要求
通孔回流焊工艺要求通孔回流焊是一种常见的表面贴装技术，在电子制造行业中广泛使用。
它通过将电子元件焊接到PCB板上进行连接，以实现电子设备的正常运行。
下面是通孔回流焊工艺的要求和相关参考内容。
1. 焊接温度控制：在通孔回流焊过程中，焊接温度是一个非常重要的参数。
焊接温度过高会导致元件损坏，焊接温度过低会导致焊接不良。
因此，对于不同类型的元件，应根据供应商提供的数据和规范来确定适当的焊接温度范围。
2. 焊接时间控制：除了焊接温度外，焊接时间也是影响焊接质量的重要因素。
焊接时间过长可能会导致焊接点过热，焊接时间过短可能会导致焊接不充分。
通常，焊接时间应根据焊接温度和元件类型进行调整，以确保焊接质量。
3. 焊接剂的选择：焊接剂在通孔回流焊工艺中起到重要的作用。
它可以帮助提高焊接质量，并防止氧化。
在选择焊接剂时，应根据焊接材料和工艺要求选择适合的类型和规格的焊接剂。
4. 焊接机器设备的选取：通孔回流焊需要使用专门的焊接设备，如回流焊炉。
在选购设备时，应考虑焊接速度、温度控制的精度、设备的稳定性等因素。
并且，设备的使用和维护也是确保焊接质量的关键。
5. PCB设计的要求：良好的PCB设计对于焊接质量的保证至关重要。
在PCB设计中，应考虑元件的布局、焊盘的大小和间距等因素，以便实现良好的焊接质量。
6. 焊接操作的执行：良好的焊接操作是保证焊接质量的重要保证。
操作人员应熟悉焊接工艺要求，并采取正确的焊接操作，包括元件的放置和固定、焊接温度和时间的控制、焊接剂的喷洒等。
7. 焊后检测的要求：焊接后的检测对于发现焊接缺陷和及时修复非常重要。
可以借助透光检查、高倍显微镜检查、飞针测试等方法来进行焊后检测。
8. 质量管理的要求：通孔回流焊工艺要求严格的质量管理，包括过程记录、检验记录、不良品管理等。
操作人员应按照质量管理程序要求进行操作，并确保焊接质量符合相关标准和规范。
综上所述，通孔回流焊工艺的要求包括焊接温度控制、焊接时间控制、焊接剂的选择、焊接机器设备的选取、PCB设计的要求、焊接操作的执行、焊后检测的要求和质量管理的要求。
thr通孔回流焊技术要求(1)
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。
通孔回流焊工艺
通孔回流焊工艺
1通孔回流焊工艺
通孔回流焊是一种人们广泛采用的焊接工艺，它主要适用于电路板上可通过焊接的厚度范围较大的元件，特别是组件的底座和桥焊物的焊接。
通孔回流焊工艺以到洞口内部的焊件表面形成一层熔融金属液为基础，这层液碰到元件的底部，继而在洞口下面的毛刺之间形成连接，然后这层熔融金属液会被吸出，带着熔接材料，而这时熔接材料和元件会被混合到一起，形成一层金属外壳，最后部件到洞口表面垂直反射形成完整的物理熔接连接。
2其主要特点
1、该工艺使用熔接材料混合压封，因此减少了杉板上的杉状元件，电路板表面看起来更加平整，增强了焊接效率，而且不会损坏元件的绝缘性能；
2、因元件的真实位置在洞口下，所以长度和位置都非常准确，可以确保物理熔接连接的连接强度；
3、安装装配尺寸小，焊接时间短，工作效率高；
4、有效防止因焊接温度过高而烧伤其他焊件，具有良好的可靠性；
5、它可以在短时间内完成大规模而复杂的电路板连接，应用较多的是用于IC。
3通孔回流焊的适用范围
此工艺适用于异物（灰尘、油污等）污染小，表面成形精度要求高的小型芯片的焊接。
焊点的位置很重要，一般来说焊点应该位于孔的内部，这样可以有效地防止芯片因焊温过高而损坏。
对于多晶片的连续焊接，首先要考虑元件的厚度，通常采用基本焊料后，在多晶片内部采用多层焊接，焊接时可以减少金属芯片在不同层之间过多的热量搬运，从而防止温度过高，烧伤芯片或邻近的芯片，提高焊接质量。
一种通孔插件回流焊接实战技术
一种通孔插件回流焊接实战技术童立洪【摘要】文中通过对传统组装焊接工艺的分析,论述了通孔回流焊接工艺是对传统组装焊接不足之处的填补,适合于高密度、细间距元件焊接,克服了插装元件在波峰焊接或手工焊接中成本较高、效率较低、可靠性不高等问题.通孔回流焊接是部分无法进行常规焊接产品的一种新工艺、新技术.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2017(034)006【总页数】2页(P118-119)【关键词】印制板;SMT;THT;THR;钢网;印刷;工艺流程【作者】童立洪【作者单位】赛尔富电子有限公司,浙江宁波315103【正文语种】中文通孔回流焊接技术相比传统工艺，在经济性、先进性、技术革新上有很大的优势。
通孔回流工艺是电子组装中的一项革新，必然会得到广泛的应用。
为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技术(THR，Through-hole Reflow) ，其不仅有利于提高生产效率和产品质量，同时带来工艺技术水平的提高和进步。
1 工艺介绍1.1 定义通孔回流焊接技术(THR)又称为“引脚浸锡膏通孔制程”PIP(Pin-In-Paste) ：即通过印刷将钢网上的锡膏漏印到通孔内部及周围，把元件插入装满锡膏的通孔中，最后插装元件与贴片元件同时通过回流焊完成焊接。
1.2 流程分析比较通孔回流工艺与传统工艺流程对比：(1)通孔回流工艺流程作业物料(PCB)—锡膏印刷—转接台—贴装—插件(异形插件机)—回流焊接—检验—组装。
(2)传统组装工艺流程物料(PCB)—锡膏印刷—转接台—贴装—回流焊接—检验—手工插件—波峰焊接—检验—补焊(修剪)—组装。
(3)流程优势通孔回流焊接的工艺技术，可实现在单一步骤中同时对通孔元件和表面贴装元件(SMC/SMD) 进行回流焊。
相对传统工艺，在经济性、先进性、技术革新上都有很大的优势，通孔回流焊接工艺与传统工艺相比具有以下优点：a.减少了工序，省去了波峰焊这道工序，多种操作被简化成一种综合的工艺过程。
回流焊和通孔回流焊
专业背景：10多年来，杨先生在高科技企业从事产品制程工艺技术和新产品导入及管理工作，积累了丰 富的 SMT 现场经验和制程工艺改善的成功案例。杨先生自2000年始从事 SMT 的工艺技术及管理工作，先任 职于 ME 、IE 、NPI 、PE 、PM 等多个部门的重要职务，对 SMT 的设备调试、工业工程、制程工艺、质 量管理、新产品导入及项目管理积累了丰富的实践经验。杨先生通过长期不懈的学习、探索与总结，已初步 形成了一套基于 EMS 企业及 SMT 工厂完整实用的实践经验及理论。
课程收益： 1.了解回流焊炉的工作原理、设备结构和重要技术特性； 2.掌握回流焊工艺核心技术并参数设定方法进行深入剖析； 3.掌握通孔回焊和混合制程器件的结构特点、印制板的 DFM； 4.掌握通孔和混合制程器件之 SMT 印刷、贴片、回焊的工艺要点； 5.掌握 PCBA 外观目检、问题侦测、缺陷返修的方法； 6.掌握混合制程器件焊点的外观检验和失效分析技术； 7.掌握回流焊炉的日常维护和故障排除方法； 8.掌握回流焊工艺中常见缺陷产生原因及防止措施。
IPC-A-610E 中插装元器件的1级和2级产品，改善为3级产品的方案解析。
九、新型特殊回流焊接技术及其应用 9.1 汽相回流焊接技术原因及其应用 9.2 电磁感应焊接技术原因及其特殊应用 9.3 激光回流焊接技术原因及其特殊应用
十、总结与讨论
讲师介绍 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ 杨老师
PCB 分层与变形；POP/CSP 曲翘变形导致虚焊、开路；焊盘剥离；热损伤（Thermal damage）；01005竖 碑、BGA/CSP 表面裂纹、空洞、锡珠、气孔、润湿不良。 8.2 PTH 插脚的焊接不良诊断与解决
通孔回流工艺
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性、先进性上都有很大的优势。
所以，穿孔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。
a)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形截面，（较之长方形为好）。
b)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（0.006英寸），这是电镀补偿，这样算得的孔就是可接受的最小尺寸。
c)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的焊膏的体积。
(整理)通孔回流焊接工艺
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。
通孔回流焊的定义
通孔回流焊的定义
简单地说，通孔回流焊接工艺就是使用回流焊接技术来装配通孔元件和异型元件。
用于组装印刷线路板（PCB）的制造工艺步骤主要取决于装配中使用的特殊组件。
由于产品越来越重视小型化、增加功能以及提高组件密度，许多单面和双面板都以表面贴装元件（SMC）为主。
但是，由于固有强度、可靠性和适用性等因素，在某些情况下，通孔型器件仍然较SMC优胜，特别是处于PCB边缘的连接器。
在以表面安装型组件为主的电路板上使用通孔器件，其缺点是单个焊点费用很高，因为当中牵涉到额外的处理步骤，包括波峰焊、手工焊或其他选择性焊接方法。
就这类装配来说，关键在于能够在单一的综合工艺过程中为通孔和表面安装组件提供同步的回流焊。
图1和图2比较了THR和传统的回流加波峰焊工艺。
图1 THR与传统回流加波峰焊工艺比较示意图（1）
图2 THR与传统回流加波峰焊工艺比较示意图（2）
通孔回流焊（或THR）工艺可实现在单一步骤中同时对通孔型器件和SMC器件进行回流焊。
制造工艺所需的步骤取决于装配中使用的特殊组件。
例如，计算机主板上带有大量的SMC（它占了所用组件的大部分）以及数量有限的通孔型器件：连接器、分立组件、开关和插孔器件等。
目前使用锡膏网板印刷和回流焊将SMC固定在PCB上。
可以采用类似的工艺来完成通孔以及异形器件的互连。
在许多情况下，使用THR工艺可以省去后续的波峰焊接操作。
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通孔回流工艺
通孔回流工艺
通孔回流焊工艺是一种电子制造中的焊接技术，也被称为“重熔焊接”或“液态回流焊接”。
其原理是利用金属的熔融和凝固特性来实现零件之间的连接。
具体来说，通过将焊料加热到熔融状态，将零件放置在焊料中，待零件熔融后，将整个装置冷却，使零件凝固在焊料中，从而实现零件之间的连接。
通孔回流焊工艺具有以下优点：
- 焊接效果好：由于金属的熔融和凝固特性，通孔回流焊工艺可以获得较高的焊接强度和致密性。
- 适用于多种材料：通孔回流焊工艺可以适用于多种金属材料，如铜、镍、铬等。
- 操作简单：只需要将零件放置在焊料中，经过熔融和凝固过程即可实现连接。
- 成本低：通孔回流焊工艺的成本相对较低，因为它只需要少量的焊料和简单的设备。
通孔回流焊工艺广泛应用于电子制造领域，如印刷电路板、电子元件焊接等。
在实际操作过程中，需要选择合适的焊料和焊接温度，零件需要保持清洁和干燥，同时需要注意焊接时间和冷却时间，并对设备进行维护和保养。
浅谈通孔回流焊技术和通孔连接器质量管理李涛涛
浅谈通孔回流焊技术和通孔连接器质量管理李涛涛发布时间：2023-05-27T08:11:08.060Z 来源：《工程管理前沿》2023年6期作者：李涛涛[导读] 随着产品小型化和多功能化的市场驱动，能满足高密度，多引脚的通孔回流焊技术（THR Technology），也被称为"侵入式回流焊"PIHR（Pin-In-Hole Reflow）技术应用越来越多，印制板和通孔元器件最终在回流炉的焊接中完成连接。
本文针对通孔回流焊接工艺和通孔回流焊连接器经常出现的爬锡和起泡不良进行了研究。
苏州华旃航天电器有限公司 215129摘要：随着产品小型化和多功能化的市场驱动，能满足高密度，多引脚的通孔回流焊技术（THR Technology），也被称为"侵入式回流焊"PIHR（Pin-In-Hole Reflow）技术应用越来越多，印制板和通孔元器件最终在回流炉的焊接中完成连接。
本文针对通孔回流焊接工艺和通孔回流焊连接器经常出现的爬锡和起泡不良进行了研究。
关键词：通孔回流焊爬锡起泡1.通孔回流焊接介绍：在传统的电子组装工艺中，对于安装有过孔插装元件印制板组件的焊接一般采用波峰焊接技术。
但波峰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翘曲变形。
因此波峰焊接在许多方面不能适应电子组装技术的发展。
为了适应表面组装技术的发展，解决以上焊接难点的措施是采用通孔回流焊接技术（THR，Technology），又称为穿孔回流焊PIHR（Pin in Hole Re 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，然后使用刮刀将模板上的锡膏漏印到焊盘上，然后安装插装元件，最后插装元件与贴片元件一起通过回流焊完成焊接。
从中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，同时时也减少了所需的工作人员，在效率上也得到了提高；其次回流焊相对于波峰焊，产生桥接的可能性要小得多，这样就提高了一次通过率。
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3内部元素：
• 足够的通孔填充程度； • 适当IMC的形成状态； • 无过量的空洞和气孔。
PIP 工艺质量要点
足够的锡膏量
不过度干扰锡膏 润湿回收
锡膏 印刷
通孔 填锡
插件
插件
回流 焊接
第二部分 PIP 技术对器件的要求
您将认识到…
• 器件引脚的要求 • 器件耐热性的要求 • 器件插装的要求 • 器件悬空的要求 • 器件可焊性的要求
• 局部加热；
（业界对热冲击的负面影响仍存怀疑）
• 工艺速度慢。
（逐个焊点进行焊接）
手工焊接的相对弱点
• 工艺能力较回流技术差；
（手工Cpk往往不足1.0，dpmo较高）
• 工艺相对回流技术较不稳定；
（技术和人工不稳定因素，dpmo的变化较大）
• 手工效率较低；
手工在PIP技术中成本优势逐渐减少。只用在难以 回流和插装的场合。或做为补焊辅助工艺。
尖脚，良好润湿力 长度窗口 = 1.5 - ( - 0.5mm）= 2.0mm • 一般供应商已1.6和2.4mmPCB厚度为依据， 所以约1.2~3.5mm PCB都可以选择到适当的。
引脚长度建议
自家成型器件引脚长度： 需要凸出焊点时： 1.2 mm 无需凸出焊点时： - 0.5 ~ 0 mm
（有些器件如BGA和FPT不能布在波峰一面）
通孔回流技术的挑战
• THT器件未必适合回流工艺；
• 对DFM要求高； • 工艺较一般SMT
应用难（窗口小）；
• 焊点标准的更改 和认证；
• Flux 残留物较多。
通孔回流技术的质量元素
3外观元素：
• 两端透锡程度； • 焊点轮廓和表面状态； • 无周边污染（包括焊球、桥接等）；
T 面组装
锡膏印刷 SMD 贴片
另类做法
THD 插件
良好的锡量 控制做法！
回流焊接
THD 插件
SMD 贴片
锡膏注射 翻板
手工插件 回流焊接
适用于低悬空，小 间距插件。
通孔回流技术的强点
• 单一焊接工艺和技术应用； • 使用工艺性较强的回流技术； • 较低成本 （工序、设备、质量）； • 较波峰焊更高的组装密度； • 两面布局的灵活性。
DFM 的工作范围
PIP的DFM 作业最少包括：
• 器件的评估选择； • PCB 材料选择和厚度决定； • PCB 通孔和铜环的设计； • 钢网厚度和开口等的设计。
PCB 镀层考虑
OSP 润湿性中等，不适合无法足够填充锡膏 的厚板；
NiAu 润湿性好，孔径尺寸控制好，但需要较 长加热；
HASL 润湿性良好，但孔径变化大，一般不推 荐使用在PIP技术上；
足够耐热性的工业塑料
• Liquid Crystal Polymer (LCP) 液晶聚合物
• Polyphenylene Sulfide （PPS） 聚苯硫醚
• Polyethylene Cyclohexylene Terephthalate（PCT） 聚对苯二甲酸环己
• Polyphthalamide（PPA） 聚邻苯二甲
采购标准器件引脚长度： 需要凸出焊点时： 1.5 mm 无需凸出焊点时： - 1.0 ~ 0 mm
失败的引脚案例
间隙太大
（锡膏量需求多）
引脚太长，无法收锡
器件耐热性问题
波峰焊只在底部接触热3秒，但…
高热量
耐热性不足的常用塑料
• Polyimide 聚酰亚胺 • Polysulfone 聚砜 • Thermoplastic polyester （PET）热塑性聚酯 • Phenolic 酚醛树脂
• 适当的外形结构（拾取和识别）； • 适当的重量（拾取和贴片）； • 适当的包装（自动供料）； • 严格的尺寸公差（插件精确）。
稍后更多分享…
PIP的工艺考虑
器件焊端的间距和悬空高度
厚度0.12- 0.2mm
锡膏
开口大
PCB
通镀孔
插件的间距和悬空 必须支持工艺要求！
器件悬空问题
悬空不足可能造成： • 焊球； • 通孔透锡困难； • 桥接。
锡膏印刷 工艺要求高
必须使用 Preform
PCB 孔径设计的考虑
制造与组合公差考虑
考虑参数： • PCB 通孔中心位置精度 （A）; • PCB 通孔孔径精度 （B）; • 引脚中心位置精度 （C）; • 引脚直径精度 （D）; • 自动插件定位精度 （E）。
最终内径 > 引脚直径 + A2 + B2 + C2 + D2 + E2
“通孔回流组装技术”讲座
第一部分： PIP 技术概述
内容大纲
第二部分：元器件考虑
第三部分：可制造性设计
第四部分：锡膏印刷
第五部分：自动插装 第六部分： 回流焊接
第七部分： 质量考虑与故障模式
第一部分 PIP 概述
• 使用 PIP 的场合与原因 • 几种插件焊接工艺的弱点 • PIP 的工艺原理 • PIP 工艺流程 • PIP 工艺的强弱点和挑战 • PIP 的质量元素与要点
尖脚确保插装容易以及 不推锡。
器件引脚长度
引脚长度是PIP关键因素 之一。 刚未伸出引脚长度（可接受）
刚伸出引脚长度（理想） 太长的引脚长度（不推荐）
引脚长度考虑
• 引脚太长会把锡膏推出太远无法润湿回位； • 额外的长度也占用了锡量（润湿外层）； • 推荐延伸长度在1~1.5mm范围； • 建议垂直度变化< 0.25mm （偏离中线）； • 供应商多以1.6和2.4mm板厚为依据； • 不同长度引脚需要不同DFM考虑！
建议： • 间距 ≥ 2.0 mm • 排数 ≤ 2
不满足以上条件需要小心 进行DFM评估。一般要求 更大间距和悬空高度。
THD 引脚的可焊性
锡膏熔化
熔锡润湿
焊点形成
良好的回流填充有赖于焊端的可焊性！
PIP器件总结
第三部分 PIP 技术的工艺设计考虑
您将认识到…
• DFM 工作范围 • PCB 镀层考虑 • PIP 器件孔径/铜环设计 • 留空区设计 • 测试点设计
成本效益
选择性波峰（托盘）的相对弱点
• 托盘成本；
（生产用、工艺调整和管理成本）
• 托盘影响组装密度； • 托盘限制灵活性；
（不能随时更改）
• 托盘维护保养资源。
（清洗、检察、报废等）
选择性波峰的相对弱点
• 初期投资高；
（设备投资）
• 额外的工艺和工序；
（知识管理、设备维护等资源）
• 需要编程和调制；
波峰焊接： 预先设置热，临时调整锡量
PIP焊接： 预先设置热和锡量 最不灵活
因此PIP技术对引脚结构尺寸等控制必须严谨！
PIP的工艺考虑
插件方向
未必填满，需要在插件入口印刷，插件时带动锡膏 渗透通孔。
必须关注：引脚截面和脚尖形状； 引脚长度。
器件引脚要求
多数器件不是为PIP工艺而设…
不适合PIP的引脚
PIP技术对器件的要求
注意：多数器件不是为PIP工艺而设…
常见问题：
• 引脚结构不适合PIP技术； • 器件封装本体的耐热性不足； • 器件封装和引脚不适合自动插件； • 器件底部悬空不足。
器件封装是阻碍使用PIP技术的一个主要问题！
PIP 与其他通孔焊接比较
手工焊接： 临时调整热和锡量 最灵活
PCB 铜环尺寸的考虑
考虑因素： • 电性要求（电流容量）； • PCB制造要求（供应商能力）；
一般供应商指定> 0.125~0.25mm环宽要求。
• 机械力要求（用户决定）。
手工、波峰工艺希望大，PIP角度越小越好！
Keep-out 留空区的考虑
为了避免印后锡膏受到不良干扰… 设计时必须指定 Keep-out 区！
其他替代工艺
由于波峰焊接存在弱点，业界开发其他替代工艺，
包括：
• 盖板 Pallet 辅助波峰工艺；
（免去胶水工艺，使用双面回流）
• 选择性波峰工艺；
• 压接技术；
• 通孔回流工艺；
• 手工焊接或机械手焊接；
• 其他定点焊接工艺（如激光等）。
为何使用 PIP 技术 ？
• 废除波峰焊接； • 简化工序； • 减少热处理。
（锡膏量和润湿性）
短引脚的使用
有商家推荐使用不伸出的短引脚…
强处： • 锡膏用量少，一次 印刷可以处理。
弱点： • 质量检验较困难； • 容易有 Flux 残留物覆盖，不利于测试 探针的使用；
引脚不能太短，必须占通孔的80%以上！
引脚的长度
• 从 - 0.5mm ~ 1.0mm 为佳； • 可以长至2.0mm（建议不超过1.5mm）
适合 PIP的器件
好供应商有 考虑到悬空要求
Stand-off 悬空高度考虑
应保留最少0.4 mm 或 钢网厚度+ 0.15 mm
安全保守计算： 悬空高度
焊盘外 的延伸 锡膏量
器件插座/坐垫的使用
0.5mm悬空足够 支持一般的钢网
器件引脚间距
由于需要较大空间印刷锡膏或放置固态焊料，PIP 器件不适合使用多排、多脚和小间距的设计…
结构和尺寸要求： • 方便插装； • 只需少量锡膏； • 不干扰锡膏；
材料要求： • 容易传热润湿；
三种不同截面引脚
三种不同截面引脚
通孔内径
引脚截面
形状
所需要锡量
基准
多36%锡量需求 多62%锡量需求
引脚尖端结构
PIP的通孔设计要求和引脚之间的间隙要小，所以 引脚尖端的锥形对插件十分重要…
不良 设计
时波峰焊接工艺 的效益很低；