金属化孔焊接要求详解

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一、金属化孔透锡率问题金属化孔透锡率是衡量印制电路板焊接质量的一项硬指标之一，国际、国内对于不同场合使用的电子产品其印制电路板对金属化孔透锡率的标准是不一致的。各个标准关于这个问题的说法也不尽相同，所给出的数字也不一致。● 美国IPC印制电路板对金属化孔透锡率的标准是50%；● 国内电子行业对印制电路板金属化孔透锡率的一般标准要求是75%～80%；● 美国MIL和我国航天标准对印制电路板金属化孔透锡率要求是100%；● QJ3012和QJ3117中规定：印制电路板金属化孔焊接应采用单面焊，焊料从印制电路板的一侧连续流到另一侧，禁止双面焊（注：这是一条禁用工艺）。● QJ3011—1998《航天电子电气产品焊接通用技术要求》规定：“通孔充填焊料的要求”中指出“对有引线或导线插入的金属化孔充填焊料时，焊料只能从焊接面一侧流入小孔内的另一侧”（注：这是一条限用工艺）。● QJ3011—1998中又规定：“引线或导线插装”中指出“对有引线或导线插入的金属化孔，通孔应充填焊料，焊料应从印制电路板一侧连续流到另一侧元器件面，并覆盖焊盘面积的90%以上，焊料允许凹进孔内，焊料下凹最大为25%板厚”（没有规定禁止或限制，只是建议）。**建议采用如下的要求:对金属化孔中的焊料要求是：焊接面围绕引线360°应是100%地呈浸润状，引脚柱体底部到引脚至上面焊盘的焊料量占通孔深度的75%或75%以上；军品要求100% 透锡。**透锡率的百分比如图1所示。

二、影响金属化孔透锡率的主要因素通孔插装元器件金属化孔透锡率不是一个简单的安装焊接问题，它牵涉以下三个方面。（1）设计在设计上应保证元器件引线直径与金属化孔孔径的匹配，要求金属化孔孔径应比元器件引线直径大0.2～0.4mm。（2）PCB与元器件引线的可焊性PCB与元器件引线的可焊性即元器件引线及印制电路板焊盘的可焊性、印制电路板金属化孔的镀覆质量。（3）焊接手工焊接温度及焊接时间的设置；设备焊焊接预热温度及焊接时间的设置等。三、焊料的渗透影响焊料的渗透主要依靠熔融的焊料承接焊体缝隙中的毛细作用，在合适的温度与助焊剂的作用下，沿着被焊接对象之间的缝隙渗透到相关接触面的每一部位。为了不影响焊料对通孔插装的渗透作用，要求元器件与金属化孔壁之间有合理的间隙：● 手工焊接应为：0.2～0.4mm；● 波峰焊接应为：0.2～0.3mm。四、元器件处理不当对透锡率的影响元器件引线根部的漆层未去除干净或贴板，这时根部的漆层堵住了金属化孔，焊接时就会影响焊料的流动，造成了金属化孔透锡率差。这种处理不当的元器件往往是“具弯月形”的电容类，这种器件的外形如图2所示。

图2这类电容的涂覆层在引脚根部涂覆得很不一致，有的涂覆材料到引脚的最下端，影响了装焊，常常需要对它们进行清除。但是需要注意的是，在清除它们时必须小心谨慎，这个操作很容易使引脚根部发生裂纹，并且常常是很细小的裂纹，如图3中箭头所示。

图3五、焊接温度偏低对透锡率的影响手工焊接温度偏低或焊接时间太短，会使金属化孔的透锡率变差。设备预热温度偏低及预热时间不足，波峰焊焊接温度偏低及传动速度过快，也会造成金属化孔未焊透，导致透锡率不能满足要求。此外，PCB上的空心铆钉不能代替金属化孔用于电气连接。金属化孔的焊接应采用单面焊，焊料从印制电路板的一侧自然连续流到另一侧。焊接后对金属化孔的透锡率要求至少要达到孔柱的75%以上，有严格要求的产品和航天产品金属化孔的透锡率则应达到100%，但允许焊接后焊料自然回缩形成的凹陷。良好润湿的金属化孔透锡焊接如图4所示，由PCB焊接面进行焊接，焊料在元件安装面自然流淌形成一个弯月面焊料形态。

图4金属化孔透锡率的透锡质量情况及常规评判，如图5所示。

图5以上这几种焊料透锡情况都是合格的，图6的六种焊料透锡情况应属不合格的焊接。

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为了不影响焊料对通孔插装的渗透作用，要求元器件与金属化孔壁之间有合理的间隙