隨著技術的進步和人們的生活水平的提高，人們對電子產品的要求已經走向輕薄，小型化，高性能和多功能，使電子產品的微型化和完整性成為主流他們的發展方向。為了提高元件的密度水平，許多單面和雙面電路板主要表現為表面貼裝元件（SMC）或表面貼裝器件（SMD）。然而，就固有強度，可靠性和適用性而言，PIP組件在某些情況下仍然比SMC和SMD具有更多優勢，特別是對于邊緣連接器。例如，在雙面SMT（表面貼裝技術）電路板中，采用混合組件，頂部有少量PIP元件，PIP技術的應用有助于降低工藝和控制成本。 PIP技術是一種模板印刷方法，即在SMC表面和通孔安裝元件的通孔和焊盤上印刷一定量的焊膏。安裝完成后，高溫烘箱完成焊接。

與傳統技術相比，PIP技術具有以下優勢：由于沒有波峰焊接，PCB制造和工藝流程得以簡化。
b。由于所需設備，材料和工人的應用較少，因此節省了車間空間。
c。 PCB生產成本降低，生產周期縮短。
d。可以避免波峰焊引起的高缺陷率，從而可以提高第一次通過率。可以省略一個或多個熱處理步驟，以便PCB可焊性和元件可靠性提高。通孔回流焊（THR）技術能夠減少焊劑的數量，避免波峰焊引起PCB上焊劑的污染。

OSP表面處理的性能

作為PCB的透明有機材料表面處理，一方面，OSP通常經過一次性高溫焊接后，對PCB存儲的要求極高，工藝時間短，PCB表面的有機保護膜會被破壞，導致抗氧化能力下降，容易導致二次回流焊接困難。另一方面，具有OSP表面光潔度的PCB具有更差的焊膏流動性并且銅傾向于暴露在焊點上，這影響焊點的可靠性。此外，錫涂層的外觀不符合IPC3標準。因此，通常，具有OSP表面光潔度的PCB很少應用于具有PIP技術的產品中。盡管如此，大多數公司仍然喜歡使用具有OSP表面光潔度的PCB，因為電路板具有優異的均勻性，而具有OSP的PCB具有相對穩定的制造技術且成本低，這對于其他類型的表面處理難以獲得。

組件要求

?組件在溫度承受能力方面應符合回流要求。

例如，無鉛工藝組件應能承受超過260°C的溫度超過10秒。專業PCB制造商應具備處理無鉛表面處理的能力。以PCBCart為例，這是一家定制的PCB組件制造商，在無鉛加工方面非常出色。出于實驗目的，我們將僅在本文中應用無鉛工藝。

?需要在THR的過孔頂部涂覆錫膏。

為了使這個過程適用，采用PIP技術時，元件和電路板之間的距離應為0.3mm-0.7mm。在相同條件下（印刷參數，焊盤和孔徑設計等），具有浸金和其他類型表面光潔度的PCB組件的引腳厚度比板厚1.5mm，并且底部焊點的錫涂層能夠滿足IPC3的要求。但是，采用OSP的PCB上的焊點往往會發生銅泄漏，外觀不符合IPC3標準。

經過多次驗證，錫涂層在元件引腳上效果更好在帶有OSP的PCB上，板厚比板厚大0.5mm到1.0mm，如下圖1所示。

為了阻止元件引腳推出孔內錫膏，孔內錫量不足，必須在元件引腳上進行尖角或錐形加工。

?元件材料封裝要求應與SMT相同。

元件必須符合自動安裝SMT設備的要求。該要求涵蓋了元件高度，元件形狀，元件引腳間距等方面。

焊盤設計要求

PIP技術適用于具有OSP表面光潔度的PCB。元件布局要求應與其他類型表面處理所覆蓋的PCB大致兼容。一般原則是根據雙面回流焊接的要求，將小部件放置在底側，而將大部件放置在頂側。組件不得放置在PIP組件周圍2mm范圍內;如果存在多個PIP元件，為了防止自動安裝過程中產生的干擾，相鄰PIP元件之間的距離至少應為10mm。

為避免相鄰引腳之間或焊盤之間產生錫連接可能導致錫內孔或短路不足，相鄰通孔中心之間的距離應至少為2mm，相鄰焊盤邊緣之間的距離應至少為0.6mm，墊邊緣與孔徑之間的距離應至少為0.3mm。焊盤孔徑應大于元件引腳直徑0.2至0.4mm。

圖2顯示了通孔的設計要求 d 指的是方形銷的對角線直徑的孔和銷， d i 是指通孔的直徑和 d A 是指通孔的外徑。由于具有OSP的PCB比具有其他類型表面光潔度的PCB具有更小的工藝窗口，因此在回流中往往會導致焊點泄漏，因此必須合理地設計通孔的直徑。下面的表1顯示了 d i 的選擇以及要采取的問題和措施。

對模板開放設計的要求

PIP技術成功的關鍵在于準確的計算用于印刷的所需錫膏量。焊點所需的合金體積能夠根據引線形狀，通孔直徑和基板厚度來確定錫膏的量。錫膏體積的計算始于應用理想的固體金屬焊點，這是一個完全填充的電鍍通孔，焊接的圓角留在PCB的頂部和底部。

由于采用PIP技術的焊點條款，焊點所需的錫膏量大于SMT元件所需的量。通常，印刷錫膏中的焊料僅占體積的約50％，而其余的是焊劑，隨著焊接的完成而揮發。結果，焊膏的體積將縮小50％。為了獲得優異的焊接效果，應在通孔安裝元件的每個通孔焊盤上保持適量的錫膏以補充焊料，否則會產生一些缺陷，例如通孔內的錫量不足，空隙或氣泡。

模板厚度和開口尺寸不變，為了解決帶有OSP，銅漏電和潤濕不良的PCB的錫量不足的問題，在底部應用預鍍錫，顯示在如下圖3所示。

另外，應用尺寸范圍為0.13/0.18到0.25mm的梯形模板在表面一側，如圖4所示。

其他技術要求

?打印參數

打印參數會在一定程度上影響通孔中錫膏的填充量。錫膏印刷參數主要包括刮刀壓力，印刷速度，分離速度，刮刀和模板之間的角度，以及模板清潔模式和清潔頻率。刮墨壓力和印刷速度影響印刷質量，壓力太大和速度太快都可能導致錫量不足。分離速度影響印刷后錫膏邊緣的定義;印刷角度會影響通孔中錫膏的填充量。如果其他變量不變，則打印角度的減小可以增加錫膏的填充量，如圖5所示。

對于具有OSP的PCB，錫膏填充量大于90％的情況尤其如此，能夠確保優異的焊接效果。通孔中理想的錫膏填充量是通孔的錫量應比底墊高0.5至1mm。如果沒有在PIP技術組件周圍放置具有精細間距的組件，則首先選擇45度的刮刀。

?安裝技術要求

與普通元件的SMT不同，采用PIP技術的元件具有特殊的外觀，極高的高度和高重量，為SMD帶來了廣泛的安裝處理能力，如精確的安裝定位和圖像處理能力。具有OSP的PCB表現出對安裝精度的更高要求，確保了每個安裝的穩定性。否則，會出現安裝不良和錫不足等問題。

?烤箱溫度設定要求

熱傳輸方式回流焊接技術主要來自紅外輻射，熱空氣對流以及紅外和熱空氣的組合。正確設置回流焊溫度曲線是焊點焊接質量的保證。基于錫膏，PCB材料，熱敏元件和有價值元件的熱性能參數，實現了PIP技術的回流焊溫度曲線的設定方法。通過實際測量，可以表明在PIP元件的底部焊點和元件表面之間出現3到5度的溫差。因為在需要更多熱能的通孔內部有太多的焊錫，并且由于這種類型的部件的大尺寸而獲得更多的熱能，這導致部件底部和內部孔中的焊點的溫度升高相對緩慢。如果在具有OSP的PCB的底部應用預鍍錫方法，則在第二次回流焊接中液相線溫度將略微升高。通過應用不同溫度區域的回流爐，可以在允許加工的窗口內適當提高低溫區的溫度，獲得更好的起效效果。

?質量檢測和判斷焊點標準

PIP元件焊點的質量測試與普通SMT元件不同。它主要在兩個方面進行：通孔的填充程度和焊球區域外的潤濕性。焊料外圍潤濕性的最低標準是需要檢查焊球和外圍潤濕。可以通過外觀檢查來檢查底側的銷的焊點。對理想焊點的要求是外觀飽滿，焊點周圍清潔，沒有錫球或焊劑污染。對于埋在元件下的引腳和通孔焊點，可以應用X射線檢測進行測試。