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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(hù)敏感元件和防止板翹的關(guān)鍵工裝。其制作質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的焊接良率和生產(chǎn)效率。以下是其核心的制作要求,可以分為設(shè)計(jì)階段要求和材料與制作工藝要求兩大部分。
一、 設(shè)計(jì)階段要求
這是治具制作的基礎(chǔ),設(shè)計(jì)不合理,后續(xù)做工再好也難以達(dá)到理想效果。
的基板數(shù)據(jù)
源文件:必須提供準(zhǔn)確的PCB Gerber文件、CAD結(jié)構(gòu)圖或?qū)嵨锇濉?/p>
基準(zhǔn):明確定位基準(zhǔn)點(diǎn)(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(shè)計(jì)變更導(dǎo)致治具報(bào)廢。
材料選擇
主體材料:通常選用合成石。因其具有優(yōu)異的耐高溫性(長(zhǎng)期使用可達(dá)260℃以上)、極低的熱膨脹系數(shù)、防靜電、不沾錫且堅(jiān)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(shè)計(jì)
必須設(shè)計(jì)可靠的壓緊機(jī)構(gòu)(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(jìn)行定位。銷釘通常設(shè)計(jì)為“導(dǎo)向銷+主定位銷”的組合。
邊定位:對(duì)于沒有合適定位孔的板子,可以利用板邊進(jìn)行定位。
定位方式:
壓緊機(jī)構(gòu):
開窗與遮蔽設(shè)計(jì)
SMD元件保護(hù):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(hù):金手指、測(cè)試點(diǎn)等不允許沾錫的區(qū)域必須被嚴(yán)密遮蔽。
郵票孔/VCUT:如果需要,應(yīng)對(duì)板間的郵票孔或VCUT進(jìn)行遮蔽,以控制連錫。
開窗區(qū)域:需要焊接的插件元件引腳孔和焊盤區(qū)域必須開窗,窗口形狀和尺寸要保證錫波能順利接觸焊點(diǎn),同時(shí)避免多余錫料。
遮蔽區(qū)域:
陰影效應(yīng)與錫流設(shè)計(jì)
導(dǎo)流槽/導(dǎo)流孔:對(duì)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(shè)計(jì)導(dǎo)流槽或?qū)Я骺,引?dǎo)錫流通過,避免因“陰影效應(yīng)”導(dǎo)致漏焊、虛焊。
窗口角度:開窗邊緣可以設(shè)計(jì)成45°倒角,有助于錫波的剝離,減少拉尖和錫渣。
治具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度
框架設(shè)計(jì):治具主體框架應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛性,在長(zhǎng)期高溫和鏈條傳送帶的振動(dòng)下不變形。
減輕重量:在保證強(qiáng)度的前提下,可以設(shè)計(jì)掏空結(jié)構(gòu)以減輕治具重量,方便操作并減少對(duì)鏈條的負(fù)荷。
抓手/標(biāo)識(shí):設(shè)計(jì)便于取放的抓手,并清晰刻印或粘貼治具信息(如對(duì)應(yīng)PCBA型號(hào)、版本號(hào)、制作日期等)。
二、 材料與制作工藝要求
設(shè)計(jì)完成后,精良的加工是保證治具精度的關(guān)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(nèi)。
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(qū)域。
平面度:治具承載PCB的平面必須平整,確保PCB板不會(huì)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(nèi)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(yīng)保持表面潔凈。金屬部件可做特氟龍涂層處理以進(jìn)一步防錫。
耐高溫與耐久性
所有材料必須能長(zhǎng)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到熱脹冷縮,避免因長(zhǎng)期冷熱循環(huán)導(dǎo)致開裂或松動(dòng)。
與操作便利性
防誤操作:設(shè)計(jì)上應(yīng)具有防呆功能,確保PCB只能以一個(gè)正確的方向放入治具。
重量:在滿足強(qiáng)度要求下,盡量輕量化,便于操作員取放。
清晰標(biāo)識(shí):如前所述,必須有、清晰的標(biāo)識(shí)。
總結(jié):一份合格的波峰焊治具檢查清單
當(dāng)您收到或驗(yàn)收一個(gè)波峰焊治具時(shí),可以參照以下清單進(jìn)行檢查:
定位精度:PCB放入后是否緊密貼合,無晃動(dòng)?
固定可靠:壓緊機(jī)構(gòu)是否能將PCB穩(wěn)穩(wěn)壓住,且無壓傷風(fēng)險(xiǎn)?
開窗準(zhǔn)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(hù)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(fā)生干涉?
表面光潔:用手觸摸所有邊緣,是否光滑無毛刺?
標(biāo)識(shí)清晰:治具上是否有明確的型號(hào)和版本標(biāo)識(shí)?
過爐測(cè)試:最重要的一步,實(shí)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(hù)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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