混合技术贴装与回流的模板设计混合技术贴装与回流的模板设计ByWilliamE.Coleman,DenisJeanandJulieBradbury本文回顾用于在通孔焊盘/开口的周围和内面印刷锡膏的模板设计要求有必要回顾对于混合技术板的模板设计要求，因为全面实施允许通孔元件和表面贴装元件(SMD)两者同时贴装和随后的回流焊接。这消除了波峰焊接或手工焊接通孔元件的必要。通孔元件的材料类型、引脚类型、引脚长度和支起高度将被考虑。将考虑三种模板设计：使用特大模板开孔来添印锡膏在通孔焊盘区域内的单一厚度模板，使用特大模板开孔来添印锡膏在通孔焊盘区域内的台阶式模板，和用于在通孔焊盘区域内的印刷锡膏的厚模板(0.015"~0.025"厚度)。厚模板是双印模板工艺中的第二块模板。模板设计的选择依靠几个因素。这些因素包括：用于填充引脚周围已镀通孔以形成适当焊锡圆角的总的焊锡量要求；板的厚度；引脚直径；已镀通孔尺寸；通孔元件在板面分布的位置；元件间距；阻焊表面能量；锡膏活性水平；和金属可焊性。背景虽然从通孔元件到SMD的转换已经是戏剧性的，但许多印刷电路板(PCB)还使用两种技术来组装。在大多数电子装配中，将有一些通孔元件在板上。在要求功率的应用中，连接器将继续以通孔形式存在。把通孔元件和SMD一起贴装和回流焊接会带来很大的利益。这表示对锡膏印刷工艺的特殊挑战。模板必须提供足够的锡膏量来填充通孔，提供良好的焊接点。通孔元件必须能够经受在回流焊接过程中遇到的特别大的热量。对通孔引脚形式和整个PCB设计必须作特殊的考虑。最近由Gervascio和Whitmoreetal发表的论文已探讨了对通孔回流焊接的脚-浸-膏的工艺。通孔元件选择元件材料。元件经常落入“不兼容”的范畴，因为它们是设计用于波峰焊接的-元件身体的温度典型的比回流焊接工艺低50°~100°C。以下是对回流焊接工艺的可接受和不可接受的材料一列表：可接受材料：DiallylPhthalate;FluorinatedEthylenePropylene(FEP);Neoprene;Nylon6/6;Perfluoroalkoxy(PFA)resin;Phenolic;Polyamide-imide;Polyarylsulfone;Polyester;Thermoset;Polyetherimide;PolyethyleneTerephthalate;Polyimide;Polysulfone;Polytetrafluoroethylene(PFTE);Silicone;PolyphenyleneSulfide(PPS);LiquidCrystalPolymer(LCP);Polyetheretherketone.不可接受材料：AcrylonitrileButadieneStyrene(ABS);Acetalpolymer;Acrylic;CelluloseAcetateButyrate(CAB);PolybutyleneTeraphthalate(PBT);Polybutylene;Polycarbonate;Polyethylene;PolyphenyleneOxide;Polypropylene;Polystyrene;PolyvinylChloride(PVC);PolyethyleneTedrephthalate(PET).引脚类型：直脚比较锁脚通孔元件将经常有很高的保持力，波峰焊接期间用来保持元件的位置。在闯入式回流焊接中，这种力量没有必要。高插入力量将使手工或自动插件复杂化，产生通孔元件插件或贴装期间的缺陷机会。通孔元件的插件力量必须小于贴装设备的Z轴力量；理想的，插件力应该趋于零。插件振动应该保持到最小，以防止较小的SMD位移。元件选择必须考虑到机器限制(贴装精度，贴装力量，视觉能力和送料机构)和人机工程学因素。有高引脚数的通孔元件应该有手工贴装的定位特征，指导操作员对焊盘孔的适当定位。引脚长度引脚长度不应该超过PCB厚度的0.050"。当引脚插入，一些锡膏被顶出孔，留在引脚上。如果引脚太长，在回流焊接过程中锡膏将不能流回焊盘，减少了最后的焊接圆角体积。PCB设计事项通孔尺寸。在分析元件通孔尺寸的设计中，几个因素起作用：贴装精度公差(A)PCB通孔位置公差(B)PCB通孔尺寸公差(C)零件引脚位置公差(D)引脚直径公差(E)经验显示，最坏情况的分析不总是必须的。假设这些因素设正常和独立地分布的，每个因素的自然公差限(±3sigma)与它们各自的规格限定相符合，或在其内，对插件过程的总标准偏差的估计的公差的平方和开平方根。决定元件通孔尺寸的方程式如下：最后孔径=名义引脚直径+(A²+B²+C²+D²+E²)½在最后通孔中成功插件的概率可从Z表估算，因为在正态分布中，自然公差限为：可是，应该注意到，元件引脚与最后通孔尺寸之间的间隙越大，需要越多的锡膏量来形成适度的焊接点。焊盘...
