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波峰焊治具是保證PCB板在波峰焊過程中可靠焊接、保護敏感元件和防止板翹的關鍵工裝。其制作質量直接影響到產品的焊接良率和生產效率。以下是其核心的制作要求,可以分為設計階段要求和材料與制作工藝要求兩大部分。
一、 設計階段要求
這是治具制作的基礎,設計不合理,后續做工再好也難以達到理想效果。
的基板數據
源文件:必須提供準確的PCB Gerber文件、CAD結構圖或實物板。
基準:明確定位基準點(如板邊、定位孔),確保治具與PCB的定位精度。
版本:確保所有文件均為版本,避免因設計變更導致治具報廢。
材料選擇
主體材料:通常選用合成石。因其具有優異的耐高溫性(長期使用可達260℃以上)、極低的熱膨脹系數、防靜電、不沾錫且堅固耐用。
輔助材料:壓扣、彈簧、定位銷等金屬件需使用不銹鋼等耐高溫、防腐蝕材料。
定位與固定設計
必須設計可靠的壓緊機構(如合成石壓條、彈簧壓片、耐高溫硅膠壓塊等),防止PCB在錫波沖擊下浮起或移位。
壓緊力要均勻適中,既要壓牢,又不能壓傷元件或PCB。
定位銷:最常用、最的方式。利用PCB板上的通孔或工藝孔,配合不銹鋼銷釘進行定位。銷釘通常設計為“導向銷+主定位銷”的組合。
邊定位:對于沒有合適定位孔的板子,可以利用板邊進行定位。
定位方式:
壓緊機構:
開窗與遮蔽設計
SMD元件保護:板子底部的貼片元件(如IC、貼片電容電阻)必須被治具完全遮蔽,防止其被二次熔化或沾錫。
金手指/連接器保護:金手指、測試點等不允許沾錫的區域必須被嚴密遮蔽。
郵票孔/VCUT:如果需要,應對板間的郵票孔或VCUT進行遮蔽,以控制連錫。
開窗區域:需要焊接的插件元件引腳孔和焊盤區域必須開窗,窗口形狀和尺寸要保證錫波能順利接觸焊點,同時避免多余錫料。
遮蔽區域:
陰影效應與錫流設計
導流槽/導流孔:對于高元件或密集引腳元件(如連接器、變壓器),在元件來流方向設計導流槽或導流孔,引導錫流通過,避免因“陰影效應”導致漏焊、虛焊。
窗口角度:開窗邊緣可以設計成45°倒角,有助于錫波的剝離,減少拉尖和錫渣。
治具結構與強度
框架設計:治具主體框架應有足夠的強度和剛性,在長期高溫和鏈條傳送帶的振動下不變形。
減輕重量:在保證強度的前提下,可以設計掏空結構以減輕治具重量,方便操作并減少對鏈條的負荷。
抓手/標識:設計便于取放的抓手,并清晰刻印或粘貼治具信息(如對應PCBA型號、版本號、制作日期等)。
二、 材料與制作工藝要求
設計完成后,精良的加工是保證治具精度的關鍵。
加工精度
定位精度:定位銷與PCB孔的配合間隙通常要求在0.05mm~0.1mm以內。
開窗精度:開窗邊界與焊盤邊緣的距離(間隙)一般控制在0.5mm~1.0mm,既要保證焊盤充分暴露,又要防止錫波沖刷到鄰近區域。
平面度:治具承載PCB的平面必須平整,確保PCB板不會因治具本身不平而變形。
表面處理與光潔度
光滑無毛刺:所有開窗邊緣、內部孔壁必須光滑,無任何毛刺和披鋒,防止刮傷PCB或阻礙錫流。
防錫粘連:合成石材料本身不沾錫,但加工后應保持表面潔凈。金屬部件可做特氟龍涂層處理以進一步防錫。
耐高溫與耐久性
所有材料必須能長期承受波峰焊的峰值溫度(通常260-280℃)而不分解、不變形、不釋放有毒氣體。
結構設計應考慮到熱脹冷縮,避免因長期冷熱循環導致開裂或松動。
與操作便利性
防誤操作:設計上應具有防呆功能,確保PCB只能以一個正確的方向放入治具。
重量:在滿足強度要求下,盡量輕量化,便于操作員取放。
清晰標識:如前所述,必須有、清晰的標識。
總結:一份合格的波峰焊治具檢查清單
當您收到或驗收一個波峰焊治具時,可以參照以下清單進行檢查:
定位精度:PCB放入后是否緊密貼合,無晃動?
固定可靠:壓緊機構是否能將PCB穩穩壓住,且無壓傷風險?
開窗準確:所有需要焊接的焊盤是否都正確暴露?
遮蔽完全:所有需要保護的SMD元件、金手指等是否都被完全覆蓋?
無干涉:治具是否與PCB板上的任何較高元件(如電解電容、散熱器)發生干涉?
表面光潔:用手觸摸所有邊緣,是否光滑無毛刺?
標識清晰:治具上是否有明確的型號和版本標識?
過爐測試:最重要的一步,實際上線過一遍波峰焊,檢查:
焊接效果(有無連錫、虛焊、漏焊)
保護效果(SMD元件是否完好,金手指是否潔凈)
治具本身(有無明顯變形、開裂、沾錫)

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