|

一、它是什么?PCB過爐回流焊治具是一個根據特定PCB板的尺寸、形狀和元件布局,量身定制的高精度工裝托盤。通常由耐高溫材料(如合成石、鋁硅酸鹽)制成,通過CNC精密加工出各種定位柱、支撐柱和避讓孔。
二、它的核心作用是什么?為什么需要這個“保護神”?因為回流焊爐內部是高溫、充滿熱風沖擊的環境,PCB板和元件面臨諸多挑戰。治具的作用就是解決這些挑戰:
防止板彎板翹:
對象:薄板(通常厚度 < 1.6mm)、大尺寸板或層壓不對稱的板。
原因:在回流焊的升溫過程中,PCB會吸收熱量。如果板子受熱不均或本身強度不夠,就會發生扭曲變形。
治具的作用:提供一個平坦、堅固的支撐平臺,從底部牢牢托住整個PCB,有效抵抗熱應力,防止變形。
保護已焊接元件:
對象:雙面板的生產。
原因:當焊接第二面(B面)時,面(A面)已經焊接好的較重或較大的元件(如連接器、電解電容、屏蔽罩)會朝下懸空。在重力和爐內強熱風的共同作用下,這些元件極易脫落或移位。
治具的作用:在治具上對應A面大型元件的位置,雕刻出的凹陷或支撐面,在過爐時將這些元件穩穩托住,防止其掉落。
承載與固定異形板和軟板:
對象:尺寸極小的PCB、形狀不規則的PCB(如圓形、多邊形)以及柔性電路板。
原因:這些板子無法直接放置在SMT生產線的傳送帶上。
治具的作用:治具作為一個“標準尺寸的載體”,將不規則的小板固定在其中,使其能夠順利地進行全自動的錫膏印刷、貼片和回流焊流程。
實現局部焊接與熱屏蔽:
對象:板上有不耐高溫的部件(如塑膠接頭、已編程的模塊)或需要保護的區域(如金手指)。
原因:這些區域不希望經歷二次高溫或沾染錫膏。
治具的作用:治具可以設計成選擇性開窗,只暴露需要焊接的焊盤區域,而將其他區域遮蓋起來,起到隔熱、防錫膏污染的作用。
三、治具通常用什么材料制造?材料的選擇至關重要,必須滿足耐高溫、低熱膨脹、高強度和良好的尺寸穩定性。
1. 合成石:
特點:目前最主流、綜合性能的選擇。由玻璃纖維和耐高溫環氧樹脂復合而成。
優點:耐高溫(>260℃)、熱膨脹系數極低(高溫下幾乎不變形)、高強度、壽命長、絕緣性好。
適用性:適用于絕大多數無鉛焊接工藝,是高精度和高可靠性生產的。
2. 鋁硅酸鹽復合材料:
特點:新興的高端材料。
優點:尺寸穩定性、導熱性非常好(有助于板子受熱均勻)、重量輕。
缺點:成本。
適用性:對精度和熱均勻性有要求的領域,如軍工、航空航天、高端通信。
3. 玻纖樹脂:
特點:成本較低的替代方案,材料與普通PCB基材類似。
優點:便宜、易加工。
缺點:長期在高溫下使用易變黃、分層,壽命較短。
適用性:打樣、小批量或過爐次數不多的有鉛工藝。
四、治具的設計與制造要點一個合格的治具需要考慮以下設計:
定位孔/銷:確保PCB能地放入治具,沒有位移。
支撐柱/面:均勻地支撐PCB板面,并在關鍵元件下方提供支撐。
開窗:暴露出所有需要焊接的焊盤和元件,窗口通常比焊盤區域大一點點以確保無遮擋。
避讓槽/孔:為板子上凸起的部分或測試點留出空間,防止干涉。
工具孔:方便操作員拿取和放置治具。
材料厚度:通常與PCB板厚度和元件高度相匹配。
總結PCB電路板過爐回流焊治具是現代SMT高密度、高復雜度組裝中不可或缺的工藝裝備。它雖然不直接參與電路功能,但卻是保障生產良率、產品可靠性和生產效率的關鍵。無論是為了防止雙面板元件脫落,還是為了保證薄板不變形,亦或是為了實現異形板的自動化生產,都離不開這個精密的“定制保護神”。
|