By R. Glenn Robertson and Nathalie Nguyen

　　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。最后，旧的电路板经常通孔太大，用0.007"厚度的模板不能充满75%的焊锡。没有考虑用更厚的模板，因为使用了0.020"间距的表面贴装元件。
　　对表面贴装装配过程的观察发现，为通孔元件印刷的锡膏有时会在元件贴装所要求的时间内塌落(slump)，使得锡膏沉积跑到一起，或相互“汇合”(图二)。这些电路板的模板具有0.090"或0.092"方形开孔，用来提供尽可能最大的锡膏量。这些开孔只允许0.008"~0.010"的锡膏沉积之间的间隔，因为元件引脚之间的间距为0.100"。
　　回流焊接后对板的检查证实，放在汇合的锡膏沉积中的连接器几乎总会出现焊锡“抢夺”的效果，造成引脚之间焊锡分布不均匀。如果保持了锡膏沉积之间的分离，引脚的焊锡分配就会一致。
　　这些观察提出了许多问题。特别是，锡膏沉积(模板网格)之间的分离怎样达到最佳以避免汇合，同时又提供最大的锡量以形成焊接点？我们还不了解阻焊(solder mask)开口的几何形状对引脚之间焊锡分布的影响，如果有的话；需要更好的了解来促进回流期间焊锡从引脚端回到通孔内的运动。最后，在基本问题上还需要数据，多少焊锡、或多少百分比的孔内填充需要用力提供可靠的机械与电气的连接？