通孔PCB组装 | 波峰焊与选择性焊接、压接、Class 3标准

高可靠性THT技术适用于连接器、变压器和电源部件:优化的波峰焊/选择性焊接、压接、AOI/X射线检测、ICT/FCT测试及MES追溯系统。采用SMT优先的混合技术流程,严格控制回流焊窗口。

通孔PCB组装产线正在对混合技术电路板进行波峰焊和选择性焊接
波峰焊与选择性焊接专业技术
压接能力(每引脚10–50 N;每引脚10至50牛顿)
AOI检测 + 抽样X射线焊孔填充验证
ICT/FCT测试覆盖率>90%(大于100分之90)
ISO 9001 | IPC-A-610 Class 2/3 | 通过MES实现全程追溯

卓越的机械固定与工艺控制

针对严苛应用的接头强度与热平衡

通孔技术(THT)为暴露在振动、冲击或热循环中的连接器、变压器和大质量无源元件提供出色的机械固定与电气稳定性。穿过镀层孔壁的引脚形成耐用接头,典型拉脱强度可达每引脚5–10 lbf(每引脚5至10磅力)(取决于设计),在诸多关键任务场景下优于纯SMT贴装方式。

我们优化波峰焊参数——顶部预热100–130 °C(100至130摄氏度)、受控助焊剂活性与3–4 s(3至4秒)接触时间——以确保>75%(大于100分之75)的孔壁填充率,并形成30–60°(30至60度)的平滑润湿角。对于混合技术板,氮气环境的选择性焊接可将氧化减少≈50–70%(约50至70百分比),同时保护相邻SMT焊点

关键风险:预热不足、引脚氧化或助焊剂比重/活性不当会导致润湿不良、气孔或孔壁填充不足,从而影响电气连续性与接头疲劳寿命。

我们的解决方案:按IPC-A-610 Class 3实施助焊剂比重与酸值验证、X射线抽检及首件截面;通过热分析将板厚方向温差(ΔT)控制在±5 °C(正负5摄氏度)内。对于大电流连接器,采用热质量补偿与夹具级SPC稳定填充与外观标准。对免焊接固定的压接接口,我们按IPC-9797验证插入力、保持力与连续性电阻。

通过ICT/FCT电气测试后,组件可无缝转入箱体装配交钥匙组装实现系统集成。设计阶段的可制造性建议请参阅DFM指南

  • 波峰接触时间精确控制在3–4 s(3至4秒),实现充分孔壁润湿
  • 选择性焊接位置精度≈±0.5 mm(约正负0.5毫米)
  • 氮气环境可降低≈50–70%(约50至70百分比)的氧化与焊渣
  • 引脚成型控制弯曲半径以避免本体应力集中
  • 记录预热/接触/冷却阶段的热曲线,实现SPC监控
采用可控预热和氮气环境的通孔波峰焊接

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AOI与X射线检测验证孔填充和焊点质量

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通过多阶段检测实现质量验证

数据驱动的孔填充与焊点完整性

波峰焊后AOI检测针对桥接、冰柱与填充不足,分辨率约50–100 μm(50至100微米);抽样X-ray验证孔填充满足IPC要求:Class 2通常>75%(大于100分之75),Class 3>90%(大于100分之90)。首件截面确认孔壁铜厚20–25 μm(20至25微米)与焊料渗透。

电气验证采用ICT(覆盖率通常>90%——大于100分之90)与按规范执行的FCT功能测试覆盖参数与协议。对高可靠性产品,可在60–85 °C(60至85摄氏度)下进行24–168 h(24至168小时)老化筛选早期失效。

  • AOI真实缺陷检出率通常>95%(大于100分之95)
  • 依IPC标准进行X-ray孔填充抽检与判定
  • 审查引脚突出度与共面性,防止应力集中
  • 按需引入边界扫描,提升ICT/FCT覆盖率

通孔组装技术能力

工艺窗口、夹具与检测对齐可靠性目标

支持IPC-A-610 Class 2/3工艺标准
参数标准能力高级能力参考标准
元件类型
轴向、径向、DIP/SIP、连接器大功率变压器、定制散热器、压接式连接件元件数据表
焊接工艺
自动波峰焊选择性焊接、机器人焊接、手工焊接焊接工艺规范(IPC J-STD-001)
焊料合金
无铅SAC305Sn63/Pb37、HMP(高温焊料)焊料合金标准(IPC J-STD-006)
最大板尺寸
450 × 500 mm(450乘500毫米)1200 × 800 mm(1200乘800毫米;背板生产路径)设备能力
板厚范围
0.8–3.2 mm(0.8至3.2毫米)最高12 mm(最高12毫米)印制板可接受性标准(IPC-A-600)
最小通孔间距
2.54 mm(100 mil;2.54毫米)1.27 mm(50 mil;1.27毫米)设计指南
检测方法
目检 + AOIX射线(AXI)、3D AOI电子装联可接受性标准(IPC-A-610)
测试方式
FCT(功能测试)ICT、老化测试、边界扫描客户规范
认证项目
ISO 9001、RoHS/REACHIATF 16949、AS9100、ISO 13485质量标准
交付周期
5–7天(5至7天)2–3天(2至3天)加急生产计划

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THT DFM/DFA与孔填充优化

孔与引脚间隙建议1.5–2.0×(1.5至2倍线径)以支持毛细作用且不过度留隙;环形圈保持≥0.25 mm(大于或等于0.25毫米)。将长引脚元件相对波峰方向垂直放置以减少阴影/桥接。选择性焊接的禁区需距离附近SMT元件3–5 mm(3至5毫米)以保护回流焊点。

指定成品孔径时需考虑电镀减薄50–75 μm(50至75微米)。为ICT添加测试焊盘≥0.75 mm(大于或等于0.75毫米)。关于面板导轨与基准点详情请参阅DFM检查清单及相关SMT组装说明。

THT设计规则展示孔与引脚比例、环形圈及选择性焊接禁区

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完整的THT组装工艺流程

引脚成型采用受控弯曲半径(≈线径——约2倍)以避免本体附近应力。手动或自动插入实现位置精度≈±0.5 mm(约正负0.5毫米);波峰焊前使用15–45°(15至45度)弯脚进行临时固定。助焊剂比重控制在0.82–0.86范围内以确保活化与润湿;双波峰(湍流+层流)在完全填充与防桥接之间取得平衡。

过程记录包含波峰曲线、助焊剂证书、焊锡槽分析、孔填充数据及维修记录。关于外壳集成与运输套件,请参阅箱体组装;超厚板请与背板PCB能力协调。

缺陷预防与SPC

常见问题——填充不足、桥接、冰柱、冷焊——通过预热调节、助焊剂比重/酸值控制、传送带角度5–7°(5至7度)与焊锡槽维护(每2–4 h(2至4小时)清渣)进行预防。桶状裂纹通过受控冷却与正确间隙进行缓解。假冒风险按照假冒防范通过XRF/电气检查管理。SPC利用控制图跟踪助焊剂比重、波峰温度与传送速度以早期发现漂移。

SPC仪表盘跟踪波峰温度、助焊剂比重与传送带速度

特定应用的THT实施

工业控制(功率级、继电器)、振动环境中的汽车模块、长寿命医疗设备,以及需要文档与扩展可追溯性的航空航天/军用电子。对于高电流或长寿命应用,考虑更厚铜或转向厚铜PCB;当信号完整性重要时,与高速PCB协调优化连接器发射端。

工程保证与认证

经验: 多品种THT项目,符合Class 3验收与可追溯波峰焊曲线。

专长: 氮气波峰/选择性焊、压配孔公差控制±0.05 mm(正负0.05毫米)与可焊性审核。

权威性: 工艺符合IPC-A-610;测试遵循IPC-9252,覆盖ICT/FCT/边界扫描。

可信度: MES追溯关联批次ID、流程单与测试数据;质量包包含X射线与孔填充证据。详见波峰焊功能测试方法论。

常见问题

如何在波峰焊和选择性焊接之间做出选择?
THT密集板优先波峰焊以提升吞吐;当需局部加热以保护周边SMT焊点或THT器件较少时,选择性焊接更合适。
Class 2与Class 3对孔内填充率的要求分别是多少?
通常Class 2要求>75%(大于100分之75),Class 3要求>90%(大于100分之90)。我们通过AOI/X射线抽样与首件截面确认。
如何确保压接可靠性?
控制成品孔公差在±0.05 mm(正负0.05毫米),监控规定插入力并验证压接深度与孔壁完整性,同时测量连接电阻。
能否在同一批次中同时进行SMT与THT组装?
可以。推荐先SMT回流焊,再进行THT波峰/选择性焊接;通过禁布区与治具保护SMT焊点。
提供哪些测试选项?
ICT(可访问时覆盖率通常>90%)、功能测试、数字电路的边界扫描,以及用于早期失效筛选的老化测试。

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