1. 引言

 双面PCB通孔焊接是SMT生产的关键环节，焊接质量直接决定产品寿命——行业数据显示，通孔焊接不良（虚焊、拉尖、桥连）占SMT总不良的35%，某工业控制厂商曾因通孔虚焊，导致变频器产品返修率12%，售后成本超500万元/年。通孔焊接分为回流焊（适用于表面贴装+插件混合工艺）与波峰焊（适用于纯插件工艺），不同工艺的参数优化逻辑差异显著。捷配SMT车间配备18条回流焊线（西门子HS50）、6条波峰焊线（劲拓N300），累计焊接双面PCB超3000万片，焊接合格率稳定在99.8%以上。本文基于IPC-J-STD-001（焊接要求标准），拆解通孔焊接的焊盘设计、工艺参数、缺陷防控方案，助力SMT工艺师提升焊接可靠性。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 回流焊工艺优化

1. 焊盘与元件准备：① 焊盘设计：孔径 0.5mm 时，焊盘直径 1.15mm（2.3× 孔径），倒角 0.15mm，铜厚 1oz，按IPC-2221 第 6.4 条款；② 元件引脚：插件引脚直径 0.4mm（与通孔间隙 0.1mm），镀锡层厚度 1.0μm，用可焊性测试仪（JPE-Solder-300）测试，润湿时间≤2s；③ PCB 清洁：采用等离子清洁（功率 300W，时间 60s），去除表面氧化层与油污；
2. 焊膏选择与印刷：① 焊膏选用 SnAg3.0Cu0.5（无铅），颗粒度 20~45μm，粘度 100~150Pa?s（25℃），选用阿尔法 OM-350 焊膏；② 钢网开孔：开孔直径 = 焊盘直径 - 0.1mm（如焊盘 1.15mm，开孔 1.05mm），厚度 0.12mm，印刷压力 0.2~0.3MPa，速度 20mm/s；
3. 回流焊参数设置：① 温区设置（8 温区回流焊炉）：预热区（100~150℃，升温速率 2℃/s）、恒温区（150~180℃，时间 60s）、回流区（峰值温度 240℃±5℃，保温时间 30s）、冷却区（降温速率 2~3℃/s）；② 氮气保护：氧含量≤500ppm，减少焊料氧化，提升填充率；
4. 检测与整改：① AOI 检测：用欧姆龙 VT-S720 AOI 检测，填充率≥90%，虚焊率≤0.5%；② 缺陷整改：虚焊时，提高峰值温度 5~10℃或延长保温时间 10s；拉尖时，降低升温速率至 1.5℃/s；桥连时，缩小钢网开孔 0.05mm。

3.2 波峰焊工艺优化

1. 焊盘与 PCB 准备：① 焊盘设计：孔径 0.8mm 时，焊盘直径 1.8mm（2.25× 孔径），铜厚 2oz，增强散热；② PCB 预处理：喷涂助焊剂（免清洗型，固含量 10~15%），喷涂量 0.8~1.2g/cm²，预热温度 100~120℃，时间 90s；③ 夹具固定：选用防变形夹具，避免 PCB 焊接时弯曲（弯曲度≤0.5mm）；
2. 波峰焊参数设置：① 锡炉温度：SnCu0.7 焊料，温度 255℃±5℃，锡液杂质含量≤0.1%（定期用锡液纯度测试仪 JPE-Tin-200 检测）；② 传输速度：1.3m/min，波峰高度 1.5mm（接触 PCB 底部），波峰压力 0.1~0.2MPa；③ 倾角调整：PCB 倾角 5~7°，便于多余焊料回流，减少桥连；
3. 后处理与检测：① 冷却：强制风冷（风速 5m/s），冷却至 80℃以下；② 清洗：免清洗工艺，残留离子含量≤1.5μg/cm²（按IPC-TM-650 2.3.28 标准）；③ X-Ray 检测：用 JPE-XR-800 检测通孔填充率，≥95%，空洞率≤5%（符合 IPC-A-610G Class 3 标准）。

3.3 常见缺陷防控措施

1. 虚焊防控：① 确保 PCB 可焊性（润湿时间≤2s），元件引脚镀锡层厚度≥0.8μm；② 回流焊峰值温度达标（无铅焊料≥235℃），波峰焊锡炉温度≥250℃；③ 每 2 小时抽检 5 片 PCB，用 X-Ray 检测填充率，不足 90% 立即调整参数；
2. 桥连防控：① 焊盘间距≥1.2mm，钢网开孔精准（偏差≤±0.02mm）；② 波峰焊传输速度≥1.2m/min，倾角≥5°；③ 回流焊焊膏印刷量控制在 0.8~1.0mg/mm²；
3. 拉尖防控：① 回流焊升温速率≤2℃/s，冷却速率≤3℃/s；② 波峰焊助焊剂喷涂均匀，避免局部过量；③ 焊接后缓慢冷却，减少焊料收缩应力。

4. 案例验证