PCB技術 - PCB基板部品のスルーホールはんだ付け技術

自動生産のスケール効果に加えて, SMTはまた、以下の技術的利点を有している。部品は、高密度アセンブリを達成するためにPCB基板の両側に取り付けることができる最も小さいサイズの部品でさえ、正確に取り付けられる, 高品質はPCB部品を生産できる.

しかし、場合によっては、PCB上の成分の付着が減少すると、これらの利点は減少する。図1の例を観察しましょう。SMTコンポーネントは、コンパクトなデザインと簡単な取り付けによって特徴づけられます。それらは、サイズ及び組立形態で貫通孔コネクタとは大きく異なる。

PCB基板組立 SMT素子（左）とダリスルーホールコネクタ（右）付き

産業分野のフィールド配線に使用されるコネクタは、通常、高出力部品である。高電圧と大電流を伝送するニーズを満たすことができる。したがって、設計時には十分な電気的クリアランス及びクリープ距離を考慮する必要がある。これらの要因は、最終的に成分の大きさに影響する。

加えて, 操作の利便性およびコネクタの機械的強度もまた非常に重要な因子である. コネクタは、通常、 PCBマザーボードと"外部コンポーネント", だからかなりの外力に遭遇することもある. スルーホール技術によって組み立てられたコンポーネントは、対応するSMTコンポーネントより信頼性が非常に高い. 引かれるかどうか, スクイーズまたは熱衝撃, 耐えることができる, そして、PCBを残すことは容易ではない.

コストの観点から、ほとんどのPCBのSMTコンポーネントは約80 %を占め、生産コストは60 %しか説明できないスルーホール構成要素は約20 %を占めているが、図2に示すように、製造コストは40 %を占めている。スルーホール構成部品の製造コストは比較的高いことが分かる。多くの製造会社にとって、将来の課題の一つは、純粋なSMT技術を用いたプリント回路基板の開発である。

スルーホールはんだ部品とSMT部品を持つPCB

製造コストとPCBへの影響によると、既存のSMTプロセスは、二次処理を必要とし、一度のアセンブリで完了することができないので、SMT +ウェーブはんだ付けおよびSMT +プレスイン技術（PREIN IN）のような既存のプロセスは完全に満足ではない。

これは、スルーホール技術を使用するコンポーネントの次の要件を転送します：スルーホールコンポーネントとパッチコンポーネントは、アセンブリを完了するために同じ時間、機器、およびメソッドを使用する必要があります。

THRをSMTと統合する方法

上記の要件に従って開発された技術は、スルーホールリフロー（THR）と呼ばれ、ピンインページング（PIP）プロセスとも呼ばれる

「浸漬浸漬はんだペースト」法は，めっきスルーホールを有するpcbsに典型的なsmt製造プロセスを適用し，良好な結果を得た。しかし、この方法を用いる場合には、使用する実際の部品や処理工程における特定の条件に応じて適切なパラメータを調整する必要がある。

THR工程を採用できるコネクタ部品の特性

THRプロセスを完了するステップ

スルーホールコネクターがTHRプロセスを採用できるかどうか確認する

“真”のTCRコネクタコンポーネントは、特性を満たす必要があります。

PCB設計は新しいプロセス条件に適合する必要がある

絞り

開口選択の2つの原則がある：一方では、はんだは容易にハンダホール（キャピラリー原理）に再流動することを保証しなければならない一方で、アセンブリの信頼性（部品公差）、及び開口部の選択を確実にするべきである

パッドリングの設計

推奨パッドリング幅は、図6に示すように0.5 mmであり、これは形成されたはんだ接合メニスカスの評価を容易にする。以上の処理により、パッド間隔は0.2 mmである。

高品質はんだ接合部の外観

THRは独立した溶接プロセスであり、はんだ接合の品質は、IPC - A 10 C規格に従って検査することができる。従来の規格によると、従来の規格によれば、TLDはんだ接合部は「錫の不足」であり、小さなメニスカスを有するように見える。この現象は、THR溶接プロセスの特徴であり、品質保証部門は通常、溶接条件を満たしているか否かを判断する。

パッドリングデザイン

ソルペーストに適用するTHR工程と圧力に適したテンプレート設計

標準テンプレートの厚さは150〜1／2〜120×1／4 mであり、通常は過剰な塗布圧力を必要としない。

DS＝DI＋2 R 0.1（DIは開口部、Rはパッドリングの幅）

この式はパッドリングとテンプレートとの間の適切な接触を保証し、そして、はんだペースト上の圧力は、テンプレートが洗浄される回数を増やすことなく十分である。

はんだペーストの特性は，コーティング工程中に，良好な流動性，良好な濡れ性，及び良好な接着性を有し，ピンを設置する際に必要となる。

TMRはんだペーストの圧力特性

ほとんどのはんだペースト製造業者によって提供される製品は、このプロセスを満たすことができます、基本的なルールはまだです：SMTコンポーネントは、プロセスウィンドウを決定します。

PCBパッド上に十分なはんだペーストを塗布する

理想的なTMRはんだペースト圧は、図7に示す特性を有する。各パッドに塗布されるはんだペーストの量は、対応する半田孔の2倍の体積でなければならない。

必要な量のはんだペーストは、PCBの下の「液滴」の形でなければならない。充填ペーストの充填量は、印刷速度およびスキージ角を調整することにより得ることができる。例えば、スキージの角度を変えることによって、図8に示すように、はんだペーストにより多くの圧力を印加することができる（速度が一定であると仮定する）。

スクレーパーの角度変更

もう一つの方法は閉鎖塗装法である。密封したはんだペースト塗布システムは、はんだペーストに直接圧力をかけることができる。塗布された圧力を調整して所要量の半田ペーストを得た。

閉鎖塗装法

両方の方法は、生産実施において良好な結果を得ることができる。しかし、製造条件が異なるため、半田ペーストが不十分である場合がある。この場合、使用するテンプレートの厚さを最大許容値とし、半田ペーストを繰り返し塗布し、はんだペーストの量を局所的に増加させ、両面に半田ペーストを塗布し（両面リフローはんだ付け）、圧力に対してコーティングを増加させる。より小さい許容範囲を使用します（プロセス標準は通常、許容範囲を指定します）。

選択最適包装パッケージ

「テープパッケージ」はsmt処理に広く用いられている。THRプロセスコネクタも、この標準的な包装形態を使います。ブレードの幅は、一般に32 mmから88 mmである。

Thrの製品は、ほとんどの標準的なフィーダに適しています。しかし、いくつかの構成要素、特に垂直成分については、フィーダによって供給される半径をチェックする必要がある。

多くの機械は、ワッフルトレイまたはチューブパッケージング構成要素を処理する機能を有しており、これは、専用または未完成のコンポーネントを含む様々なニーズを満たすことができる。

標準的なIPC - A - 610 Cによる溶接条件の確認

TCRコネクタは、IPC - 610 C規格に従って試験することができます。ピンがPCB上に突出部を有する限り、はんだ付け面のはんだ接合部を評価することができる。

TCRプロセスによる生産コストの低減

THR技術の使用に影響する主要な問題は、生産コスト（Low）とコンポーネントコスト（High）のバランスを見つけることです。THRコネクタが標準部品より高価である理由は、より高い材料コストおよびパッケージングコストのためである。

潜在的コスト削減は生産プロセスに依存する。影響因子は次のとおりである：生産の自動化の程度、注文ボリューム、他のスルーホールコンポーネントを置き換えることができるかどうか、新しい製品を設計するか、既存の製品を再設計する必要があります。

すべてのメーカーがTHRプロセスコネクタの使用を推薦するというわけではありません. しかし、あなたの以外のすべてのコンポーネントならばPCBコネクタSMTプロセス, TSR技術を使用して製品は間違いなくあなたの最良の選択です.