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回流通孔件的简易方法

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  在目前的无铅线路板组装中,混装路板所占的比例远远高于100%是表贴元件或100%是通孔元件的板子,典型的混装印制线路板只含有几个通孔器件,通常是连接器,与其它主被动元件不同的是:连接器需要经常的插拔,或者起着结构件的作,因而当表贴连接器无法提供足够的强度或可靠性满足具体要求时,通孔连接器将在许多应用中持续地发挥用。
  目前有几种不同的技术用来贴装混合线路板上的通孔连接器。主要有:手工焊、焊料预成型、选择性波烽焊、光束加工,PIH及自焊式连接器技术。
  手工焊的焊点一致性差,效率低;焊料预成型,虽然安装效率有一定的提高,但也会在回流时伴随出现焊料“偷抢”的现象;波峰焊对混装线路板的设计、元器件的选用有很大的限制;选择性焊接使用专门的机器来工作,同样对周围的表贴件与焊盘的外径也有是小间距的要求;填冲式回流,英文又称“paste in hole”或“single center reflow soldering”,它简化了通孔元器件的贴装程序。无需添购特别的设备和辅助配件,只需用标准的表面贴装工艺来进行贴装,连接器壳体采用的是抗高温的壳体材质,在一些连接器的设计中、壳体底部增加了隔离肋来应对刷上去的锡膏。该技术对一些连接器的PCB布局有要求,因为有时需要多次刷锡膏以提供填冲孔所需的焊锡,该技术最大的难题是网板的设计及如何提供足量的锡膏,在以下情况,填冲式回流遭遇瓶颈:连接器的间距小于。“100,PCB的厚度大于。062”,或者是连接器超过2排。Teka Interconnection sys公司致力于回流通孔件领域的研究,其自焊式连接器技术为混线路板贴装上通孔件的回流,提供了又一选择方法。
  自焊式连接器技术
  技术将回流通孔件整合入表面贴装制程,使用常规的SMT设备和SMT流程,无需多余的工序,无需添加焊锡膏,清洗剂,SBL连接器只需简单的回流工艺既可形成理想的焊点。
  在连接器的制造过程当中,焊料-清洗剂被植入每只引脚(见图1,2)加载了焊料-清洗剂的连接器相当于完成了部分SMT的前期工作,很顺畅地和最终用户的工序衔接在一起。
  在连接器的制造过程当中,需要植入的焊料-清洗剂份量得与精确控制,所需量的多少也可以根据PCB的厚度进行调整。
  技术的显着优势使它具有提供足量焊料-清洗剂的能力,即便是“125厚的PCB,SBL 连接器也可以对通孔进行100%填充(见图3、图4)
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  叠层长针的挑战
  叠层长针连接器的组装有着独特的特点和挑战(见图5&图6)。
  波峰焊、选择性波峰焊、选择性焊接借助了”毛细管“效应形成焊点。因此不适于叠层长针连接器的组装,以上三种技术会在连接器的针脚附近上残留。安装好的长针需要和对应的母端连接。接触端的污染会损害接触性能。所以长针必须避免粘上锡膏、钎气。SBL技术无疑是叠层长针连接器组装的理想选择。
  测试样本
  已进行了各种实验来评估SBL在整合通 孔回流器件入表面贴装制程的应用。样本包括采用多列(2-4)、SBL、引脚间距分别为。100inch [2.54 mm]和2 mm[.079inch]的连接器,针于孔内(见图3)、标准针孔结合、叠加长针(见图5)的组装结构,预置焊料为SAC305及”免清洗“的清洗剂,采用的PCB有不同类的镀层(镀金、镀银)。为了检验通孔的添充度,选用了厚度分别为。062inch[1.58 mm], 093 inches [2.36 mm]和。128inches[3.25 mm]的PCB。回流炉采用BTU,VIP 98 seven zone convection reflow oven。
  回流曲线及焊点
  以几种推荐使用的回流曲线为参照,进行稍许的调整,SBL连接器可以在上面提到的各种试样组合中获得理想的焊点,SBL的回流曲线上进行调整的目的上使通孔的内壁温度得以 回流炉的温度协调,从而在锡膏开始流动时,毛细管效应可以充分发挥,具体的调整将会随回流炉设备的型号、PCB的热扩散系数大小,对流系统的不同而变动。
  使用如图8&9所示的回流曲线可以得到满意焊接点(IPC Class III),特别在上面图3&图7所示,PCB厚为。093 inches[2.36 mm] and .125 inches[3.18 mm]的条件下,热电耦对PCB的温度显示也在典型的回流范围内。
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  结论
  及市场的变化迫切要求提高混合线路板贴装效率。自焊式连接器技术简化了工艺,提高资本、设备的利用率。SBL技术预先把焊料-清洗剂植入每只引脚,丰富了通孔件再回流技术应用。凭借SBL技术,通孔填充率低,叠层长针连接器的组装的难题也可在简易的回流工序得以克服。

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