THR (Through-Hole Reflow) / Pin-in-Paste

Durchsteckmontage im Reflow-Prozess

THR (Through-Hole Reflow), auch als Pin-in-Paste bekannt, ist ein Lötverfahren, das die Vorteile der SMD-Technologie auf bedrahtete Bauteile überträgt. Es ermöglicht, SMD- und THT-Bauteile in einem einzigen Reflow-Lötprozess zu verbinden und vereinfacht so die Fertigungslogistik erheblich.

Definition

THR steht für Through-Hole Reflow und bezeichnet ein Verfahren, bei dem bedrahtete Bauelemente (Through-Hole Technology, THT) gemeinsam mit SMD-Bauteilen in einem Reflow-Lötprozess gelötet werden. Dazu wird Lotpaste nicht nur auf die SMD-Pads, sondern auch in die Durchkontaktierungen der THT-Bauteile gedruckt oder dispenst. Anschließend werden die Pins der Durchsteckbauteile in die mit Lotpaste gefüllten Bohrungen gesteckt. Im Reflow-Ofen schmilzt die Paste und bildet zuverlässige Lötstellen.

Das Verfahren vermeidet den sonst erforderlichen zusätzlichen Wellenlöt- oder Selektivlötschritt für THT-Bauteile. Dies reduziert die Anzahl der Lötprozesse, spart Zeit und Energie und vereinfacht die gesamte Fertigungslinie. Besonders geeignet ist THR für Bauteile mit geringer Wärmeempfindlichkeit.

Grundlagen

In klassischen Fertigungslinien werden SMD-Bauteile im Reflow-Ofen gelötet, während bedrahtete THT-Bauteile anschließend im Wellenlötbad verbunden werden. THR ermöglicht es, beide Bauteilgruppen in einem einzigen Reflow-Durchgang zu löten, sofern die THT-Bauteile die erforderlichen Reflow-Temperaturen (typisch 240-260 °C) tolerieren. Die in die Bohrungen eingebrachte Lotpastenmenge ist entscheidend für die Lötqualität und muss exakt auf das Bohrungsvolumen abgestimmt sein.

Technischer Ablauf

  1. SMD-Pads und THT-Bohrungen werden gleichzeitig im Schablonendruck mit Lotpaste versehen.
  2. SMD-Bauteile werden auf der Leiterplatte platziert.
  3. THT-Bauteile werden manuell oder automatisch in die Bohrungen gesteckt.
  4. Die Baugruppe durchläuft den Reflow-Ofen: SMD- und THT-Bauteile werden in einem Schritt gelötet.
  5. AOI-Inspektion und ggf. Zugfestigkeitsprüfung der THR-Verbindungen.

Anwendungsbereiche

  • Leistungsstecker und Steckerleisten auf Leiterplatten mit SMD-Bestückung
  • Elektrolytkondensatoren und Transformatoren in SMD-Baugruppen
  • Hochstromkontakte und Sicherungshalter
  • Konverter und Netzteile mit gemischter SMD/THT-Bestückung
  • LED-Treiber mit Anschlusskomponenten in Steckerbauform

Vorteile

  • Reduktion auf einen einzigen Lötprozess – kein separater Wellenlötschritt notwendig
  • Einsparung von Zeit, Energie und Prozesskosten
  • Vereinfachung der Fertigungslinie und Logistik
  • Gute mechanische Stabilität der Lötstellen
  • Ermöglicht vollautomatisierte Fertigung ohne manuelle Lötschritte

Herausforderungen

  • Nicht alle THT-Bauteile sind für Reflow-Temperaturen geeignet
  • Exakte Dosierung der Lotpaste in den Bohrungen notwendig
  • Erhöhte Gefahr von Lötbrücken bei engen Bohrungsabständen
  • Sorgfältige Abstimmung des Reflow-Profils für gemischte Bestückung
  • Eingeschränkte Bauteilauswahl – nur temperaturstabile THT-Bauteile verwendbar

FAQ

Frage: Was ist der Unterschied zwischen THR und Wellenlöten?

Antwort: Beim Wellenlöten werden THT-Bauteile in einem separaten Prozess über ein Lotbad gelötet. THR integriert diesen Schritt in den Reflow-Prozess und ermöglicht so das gleichzeitige Löten von SMD- und THT-Bauteilen.

Frage: Welche Bauteile eignen sich für THR?

Antwort: Geeignet sind THT-Bauteile, die Reflow-Temperaturen von 240-260 °C tolerieren, z. B. bestimmte Steckverbinder, Sicherungshalter und Kondensatoren. Empfindliche Bauteile wie manche Elektrolytkondensatoren oder Relais sind oft nicht geeignet.

Frage: Wie wird die Lotpaste in die Bohrungen eingebracht?

Antwort: Über eine spezielle Schablone mit entsprechend großen Öffnungen oder durch Dispensen. Die Pastenmenge muss genau auf das Bohrungsvolumen abgestimmt sein.

Frage: Welche Qualitätsprobleme können bei THR auftreten?

Antwort: Typische Probleme sind unvollständig gefüllte Bohrungen, Lötbrücken, Hohlstellen oder unzureichende Benetzung, wenn die Lotpastenmenge nicht korrekt dimensioniert ist.

Frage: Lässt sich THR mit allen SMD-Prozessen kombinieren?

Antwort: Ja, THR ist grundsätzlich mit Standard-SMD-Reflow-Prozessen kombinierbar. Allerdings muss das Reflow-Profil auf die Anforderungen aller auf der Baugruppe befindlichen Bauteile abgestimmt werden.