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防止大面積PCB翹曲: 這是最核心的原因。平板電腦的PCB尺寸大且相對較薄,在回流焊爐的高溫下,非常容易發生熱翹曲。輕微的翹曲會導致焊接不良(如立碑、虛焊),嚴重的翹曲甚至會使板卡在爐中卡住,造成報廢。治具提供剛性支撐,將其牢牢壓平。
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支撐雙面貼片元件: 平板電腦主板必然是雙面貼片。當焊接第二面時,第一面已經焊好的BGA、連接器等元件會懸空在下。治具通過精密支撐頂針,為這些元件提供穩固的“地基”,防止它們因重力在熔融錫膏上移位或掉落。
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固定重型/高大元件: 平板電腦上可能有大型連接器、電池座、攝像頭接口等相對較重或較高的元件。治具可以設計局部擋墻和支撐塊,在過爐時固定它們,防止脫落或移位。
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標準化傳輸: 確保這塊不規則形狀的PCB能平穩地在SMT生產線的傳送帶上運行。
二、 平板電腦過爐治具的設計特點
由于平板電腦PCB的復雜性,其治具設計也更為講究。
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材料選擇:
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結構設計關鍵點:
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大尺寸腔體設計: 腔體深度必須精確計算,既要能容納PCB厚度,又要保證PCB上表面處于一個理想的平面以供印刷和貼片。
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密集的支撐頂針布局: 這是設計的重中之重。工程師需要根據PCB的Gerber文件,精確計算出在焊接第二面時,需要在第一面的哪些位置(通常是BGA芯片底部、大型IC底部、板子中心等受力點)布置支撐頂針,確保頂針都頂在PCB背面無元件的空白區域。
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復雜的避位加工: 平板電腦PCB背面(第一面)的元件種類多,高度不一。治具需要通過CNC銑出各種不同深度和形狀的下沉區域,完美避開這些已焊接的元件,防止碰撞。
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精準的定位系統: 采用定位銷 + 擋邊的組合,確保PCB能快速、精準地放入治具,且在整個過爐過程中不會移動。
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輕量化與減重設計: 由于治具尺寸大,為了便于操作和減少對傳送帶的影響,會在不影響強度的前提下,在治具底部銑出一些減重槽。
三、 使用流程與關鍵注意事項
使用流程與FPC治具類似,但有幾個特別需要注意的地方:
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上板前檢查:
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正確放置PCB:
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過爐前后的處理:
四、 與手機PCB治具的對比
| 特性 |
平板電腦PCB過爐治具 |
手機PCB過爐治具 |
| 尺寸 |
大 |
小 |
| 核心挑戰 |
防止大面積翹曲 |
防止薄板或軟硬結合板翹曲 |
| 支撐設計 |
支撐頂針布局更密集、更關鍵 |
支撐重要,但面積小,相對簡單 |
| 避位復雜度 |
高,因背面元件多且雜 |
中到高 |
| 對爐溫的影響 |
非常顯著,必須重新測試Profile |
顯著,需要測試 |
| 重量與操作 |
較重,通常需要兩人操作或機械輔助 |
較輕,單人可操作 |
總結:
平板電腦PCB的過爐治具是保證其生產良率的關鍵工裝。它不再是一個簡單的托盤,而是一個集支撐、定位、防變形、熱管理于一體的精密結構件。其設計的合理性(尤其是支撐頂針的布局)和使用的規范性(尤其是爐溫曲線的優化)直接決定了SMT生產的成敗與效率。
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