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1. 目的
本規(guī)范旨在明確波峰焊治具的設計、制作、驗收標準與流程,確保治具能滿足生產(chǎn)需求,保障PCBA在波峰焊過程中的焊接質(zhì)量,有效保護敏感元件,提高生產(chǎn)直通率與效率。
2. 適用范圍
本規(guī)范適用于本公司所有波峰焊治具的外協(xié)與內(nèi)部制作過程。
3. 設計規(guī)范3.1. 設計輸入要求必需文件:供應商必須從本公司獲取版本的Gerber文件、PCB位號圖、CAD結(jié)構(gòu)圖(含板厚、定位孔信息)及拼板圖。
工藝要求:明確需焊接的元件面、需保護的元件清單(如底部BGA、貼片電容電阻、金手指、連接器)、PCB厚度、工藝邊尺寸及擋刀線要求。
設備參數(shù):治具設計必須兼容本公司指定的波峰焊設備型號、軌道寬度、爪指尺寸及托盤高度限制。
3.2. 材料規(guī)范主體材料:
材料類型:必須采用高品質(zhì)合成石(如Panlite、Sypro、Isobor等知名品牌)。
性能要求:長期耐溫 ≥ 260℃,熱變形溫度 ≥ 260℃,體積電阻率105−109Ω⋅��105−109Ω⋅cm(防靜電),吸水率 < 0.1%。
厚度與顏色:根據(jù)PCB尺寸選用,常用厚度為10mm、15mm。推薦使用黑色材質(zhì),便于區(qū)分錫渣。
金屬配件:
定位銷/頂針:采用不銹鋼SUS303或SUS304。
壓緊機構(gòu):壓條、壓塊、蝶形螺母等采用不銹鋼或合金鋼,表面需做防銹處理。
彈簧:必須使用耐高溫彈簧鋼(如琴鋼線),確保在長期高溫環(huán)境下彈性系數(shù)穩(wěn)定。
3.3. 結(jié)構(gòu)設計規(guī)范定位系統(tǒng):
基準:必須以PCB上的工藝定位孔作為主基準。采用“一圓一方”的菱形銷或兩個不同直徑的圓銷進行防呆定位。
精度:定位銷與PCB孔的單邊間隙控制在0.05mm ~ 0.1mm。
數(shù)量:至少2個定位銷。對于長邊尺寸 > 200mm的PCB,需增加輔助定位銷或邊定位塊。
壓緊系統(tǒng):
壓緊力:必須提供足夠且均勻的壓緊力,確保PCB在錫波沖擊下不浮動、不移位。
壓緊點:壓點應設置在PCB的工藝邊或無元件區(qū),嚴禁直接壓在元器件本體上。
類型:可根據(jù)PCB布局選用旋轉(zhuǎn)壓條、滑動壓塊或局部彈簧壓針。
開窗與遮蔽設計:
開窗原則:所有插件元件的焊盤區(qū)域必須開窗。
窗口尺寸:開窗邊界與焊盤邊界的單邊距離為0.8mm ±0.2mm。確保焊盤充分暴露,同時防止錫橋。
遮蔽原則:所有SMD元件、金手指、測試點、郵票孔及非焊接通孔必須被完全、可靠地遮蔽。遮蔽壁與元件本體間需有 ≥ 0.5mm的間隙。
焊接工藝優(yōu)化設計:
導流設計:在高大元件(高度 > 5mm)的進錫方向,必須設計導流槽(寬度≥3mm)或?qū)Я骺祝ㄖ睆?ge;φ3mm),以消除陰影效應。
排氣設計:在QFP、SOP等IC封裝背部對應位置或BGA焊盤區(qū)域,設計φ0.8mm ~ φ1.0mm的排氣孔,幫助氣體排出。
邊緣倒角:所有開窗的錫波流入側(cè)邊緣應設計 ≥ 30°的倒角,利于錫波剝離,減少拉尖。
3.4. 整體與設計強度與重量:治具框架需有足夠的機械強度與剛性。在保證強度前提下可做減重處理,但掏空部分不得影響整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。治具總重量原則上不宜超過12kg。
防呆設計:治具必須有明確的防誤放結(jié)構(gòu),確保PCB只能以正確的方向放入。
抓手與標識:設計便于取放的抓手。在治具非工作面的明顯位置,必須使用雕刻方式標識:產(chǎn)品型號、治具版本號、制作日期、供應商代碼。
4. 制作與加工規(guī)范4.1. 加工精度外形尺寸:治具外形尺寸及軌道夾邊公差控制在±0.2mm以內(nèi)。
定位精度:所有定位銷、孔的位置度公差應 ≤0.05mm。
開窗精度:開窗輪廓與設計圖紙的誤差應 ≤±0.1mm。
4.2. 表面與邊緣處理無毛刺:所有加工表面、開窗內(nèi)外邊緣必須光滑,無任何鋒口、毛刺和披鋒。
清潔度:治具交付前必須經(jīng)過徹底清潔,確保無灰塵、油污和加工碎屑。
5. 檢驗與驗收規(guī)范5.1. 最終檢驗尺寸檢驗:使用三坐標測量儀或二次元影像測量儀,對照設計圖紙對關(guān)鍵尺寸(定位孔位置、開窗尺寸及位置)進行全檢。
外觀檢驗:目視及手感檢查有無裂紋、崩邊、明顯劃痕及加工缺陷。
適配性檢驗:使用本公司提供的合格PCBA實物進行試裝配,檢查定位、壓合、遮蔽與開窗是否完美,無任何干涉。
5.2. 試爐驗證(必做步驟)
將裝配好治具和PCBA的載具,在本公司指定的波峰焊生產(chǎn)線上進行至少3個循環(huán)的焊接測試。
驗收標準:
焊接質(zhì)量:無連續(xù)虛焊、漏焊,拉尖、錫橋、錫珠等缺陷需在IPC-A-610標準允收范圍內(nèi)。
保護效果:被遮蔽的SMD元件、金手指等無任何沾錫、損傷或助焊劑污染。
治具性能:治具本身無變形、無開裂、無嚴重燒焦發(fā)黃,所有功能機構(gòu)正常。
過程穩(wěn)定性:治具在軌道上運行平穩(wěn),無卡板、掉板現(xiàn)象。
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