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在電子制造領域，表面貼裝技術（SMT）和通孔插裝技術（THT）長期并存。傳統工藝中，先進行 SMT 回流焊，再進行 THT 波峰焊，流程繁瑣且成本較高。而通孔回流焊（Through-Hole Reflow, THR） 作為一種創新工藝，成功實現了通孔元件（THC）和表面貼裝元件（SMC）在同一回流焊工序中的焊接，極大地提升了生產效率和可靠性。本文將深入探討 THR 工藝的原理、制程要點及行業應用，為電子制造企業提供實用參考。
通孔回流焊（THR）又稱穿孔回流焊，是一種通過特殊工藝和設備，在 PCB 同一側一次性完成通孔元件和表面貼裝元件焊接的先進技術。該技術最早由西門子等公司推動，初衷是為了簡化生產流程，減少設備投入，并提高焊點一致性。
? 簡化流程：省去波峰焊環節，減少工藝流程與設備投資；
? 提高焊接質量：回流焊熱控制更精確，避免虛焊、橋連等缺陷；
? 兼容混裝設計：特別適合高密度、多類型元件的 PCB 組裝；
? 環保與成本優化：減少助焊劑使用，降低清洗成本和環境污染。
通孔回流焊對錫膏印刷要求極高。需采用厚度大于等于 0.18mm 的鋼網，并對通孔焊盤開口做特殊設計：
? 開口尺寸通常比焊盤大 10%–20%；
? 可選擇階梯鋼網或局部增厚設計，確保足夠錫量；
? 錫膏類型推薦選用 4 號或 5 號粉，粘度在 800–1200 kcps 之間。
通孔元件插裝需注意：
? 元件引腳長度建議超出 PCB 板面 0.5–1.0mm，過長易導致錫珠，過短則影響焊點強度；
? 推薦使用帶視覺定位的自動插裝設備，提高位置精度。
THR 工藝的回流焊溫度曲線需兼顧通孔和貼裝元件，具體參數設置如下：
溫度區間 | 關鍵參數要求 | 目的 |
預熱區 | 升溫速率 1–2℃/s | 使錫膏溶劑適當揮發 |
浸潤區 | 溫度維持 140–160℃，時間 60–90s | 保證通孔內助焊劑活化 |
回流區 | 峰值溫度 235–245℃，高于液相線時間 50–70s | 確保通孔內填錫充分 |
冷卻區 | 降溫速率 3–4℃/s | 減少熱應力 |
通孔焊接所需錫量遠超 SMT 焊點，為滿足錫量需求，鋼網開口常采用以下設計之一：
? 圓形或方形陣列開口：通過增加開口數量，提升錫膏釋放量；
? 釋放槽設計：在焊盤周圍增設輔助釋放孔，優化錫膏流動；
? 多臺階鋼網：使通孔區域鋼網厚度大于其他區域，直接增加該區域錫膏量。
通孔內填錫對熱風穿透力要求較高，需重點關注以下參數：
? 設備選擇：推薦使用強制對流回流爐，風速可調范圍需覆蓋 15–25 m3/min；
? 溫度均勻性：爐內溫度均勻性需控制在≤±2℃，確保通孔區域熱量充分滲透，避免局部溫度不足影響焊接。
? 標準要求：通孔元件焊點應滿足 IPC-A-610 Class 2/3 標準；
? 填錫率指標：填錫率須大于 75%，理想狀態下達到 100%；
? 檢測手段：推薦通過切片分析、X-Ray 檢測等方式，直觀評估孔內焊接質量，及時發現潛在缺陷。
? 成因：錫膏涂抹過量，導致多余錫膏在回流過程中形成錫珠；或回流升溫速度過快，錫膏內溶劑快速揮發沖擊錫膏，引發錫珠問題；
? 對策：優化鋼網開口尺寸與形狀，減少多余錫膏；調整預熱階段溫度參數，降低升溫速率，讓溶劑平穩揮發。
? 成因：鋼網設計不合理導致錫膏量不足；或回流爐熱容量不夠，通孔區域溫度未達到理想焊接溫度，影響錫膏流動填孔；
? 對策：增加通孔區域鋼網厚度，或優化開口設計提升錫膏量；適當提高回流爐峰值溫度，或延長回流區保溫時間，確保錫膏充分熔化流動。
? 成因：元件插裝過程中深度控制不一致，部分元件插裝過淺；或元件引腳成型尺寸不統一，導致插裝后引腳露出高度超標；
? 對策：規范元件成型工藝，統一引腳長度標準；采用帶深度定位功能的自動化插裝設備，確保插裝深度一致。
盡管 THR 與選擇性焊接同屬先進焊接工藝，可應對 PCB 混裝需求，但二者在適用場景、焊接方式上存在顯著區別，具體對比如下：
對比維度 | 通孔回流焊（THR） | 選擇性焊接 |
適用 PCB 類型 | 同一面同時存在通孔元件（THC）和表面貼裝元件（SMC）的 PCB | 雙面混裝且通孔元件（THC）僅分布在一側的 PCB |
焊接方式 | 一次性回流焊接，完成所有元件焊接 | 采用焊波局部焊接，針對性處理通孔元件 |
效率特點 | 流程集中，適合批量生產，效率較高 | 局部焊接，靈活性強，但批量生產效率低于 THR |
通孔回流焊技術憑借高效性與可靠性，已在多個領域廣泛應用：
? 汽車電子：如發動機控制單元（ECU）、LED 車燈驅動板等，對焊接穩定性要求極高的產品；
? 工業控制：PLC（可編程邏輯控制器）模塊、電力驅動板等，需兼容多類型元件的設備；
? 通信設備：高端路由器主板、基站信號處理板等，高密度 PCB 組裝場景。
隨著電子制造技術的不斷升級，THR 工藝將向以下方向發展：
? 與自動化技術深度融合：結合高精度自動插裝設備，進一步提升元件定位精度與生產效率；
? 適配先進封裝技術：針對三維堆疊封裝（3D Stacking）等新型封裝形式，優化工藝參數，滿足更復雜的焊接需求；
? 綠色化與智能化：研發低助焊劑、無鉛環保錫膏，降低環境影響；同時引入 AI 視覺檢測、大數據分析等技術，實現焊點質量的實時監控與工藝參數的智能優化。
通孔回流焊（THR）作為表面貼裝技術（SMT）與通孔插裝技術（THT）融合的關鍵工藝，不僅大幅簡化了 PCB 混裝生產流程，還顯著提升了焊接一致性與產品可靠性。對于電子制造企業而言，成功實施 THR 工藝需從鋼網設計、錫膏選擇、回流爐參數調控等多方面系統規劃，同時結合 X-Ray 檢測、切片分析等質量管控手段，確保焊接質量達標。在汽車電子、工業控制等對可靠性要求嚴苛的領域，THR 工藝已成為實現高效、高質量 PCB 混裝生產的優選技術路徑，未來有望在電子制造行業發揮更重要的作用。了解更多歡迎聯系（IPCB）愛彼電路技術團隊