由于電子產(chǎn)品的小型化、輕量化推動(dòng)了電子元件從插件元件向貼片元件轉(zhuǎn)化,但還是有部分插件元件存在各種因素的制約,無(wú)法轉(zhuǎn)化成貼片元件,所以混裝電路板會(huì)一直存在。
關(guān)于混裝電路板的焊接,不論是波峰焊還是手工焊接,都存在效率低的問(wèn)題,所以選擇使用合適的波峰焊治具,則尤為重要。
什么是波峰焊治具
指在波峰焊制程工序中,過(guò)錫爐所使用的一種工具,用于承載PCB板過(guò)錫爐并完成焊接作業(yè)的治具。
使用治具的典型應(yīng)用場(chǎng)景
1
1) 雙面混裝制程,背面有器件且不是紅膠工藝,需使用治具。
2) 元件本體超出PCB板邊,無(wú)法過(guò)錫爐時(shí),需使用治具。
3) PCB板為連片板,遇高溫容易發(fā)生變型,需使用治具。
治具在波峰焊中的作用
2
1) 防止因溫度過(guò)高,導(dǎo)致PCB變型。
2) 可以把SMD元件保護(hù)起來(lái),使PCB安全的過(guò)波峰焊。
3) 可以對(duì)薄形基板或軟性電路板起到良好的支撐作用。
波峰焊治具的特征
1、材質(zhì)強(qiáng)度高,便于進(jìn)行精密機(jī)械加工。
2、具備耐高溫性,尺度穩(wěn)定性好,不易變形。
3、具有熱傳導(dǎo)性,過(guò)爐時(shí)熱量能快速均勻的傳遞到電路板上。
4、耐腐蝕性,耐助焊劑和清洗劑的腐蝕。
5、符合防靜電的要求。
6、用于環(huán)保產(chǎn)品時(shí),還要滿足環(huán)保方面的要求。
7、具有防潮性和良好的電絕緣性。
以下兩種是波峰焊治具最廣泛使用的材料。
玻璃纖維板
由玻璃纖維材料和高耐熱性的復(fù)合材料合成的,具有較高的機(jī)械功能和介電功能,較好的耐熱性和耐潮性,優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是運(yùn)用壽命短。
![](https://file1.elecfans.com//web2/M00/A8/CF/wKgZomUh_eaAGokIAAKW3uXbafY162.png)
組成石
一種環(huán)保石材,由95%以上的天然石粉,加上少數(shù)聚酯及粘合劑,在真空下混合、加壓、振動(dòng)成型而成,缺點(diǎn)是價(jià)格較貴,優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)用壽命較長(zhǎng)。
![](https://file1.elecfans.com//web2/M00/A8/CF/wKgZomUh_eaALyYLAASU_VkGvUc359.png)
波峰焊治具的類型
萬(wàn)能波峰焊治具
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其制作是最簡(jiǎn)單的,只需一個(gè)或幾個(gè)鋁框,加上幾個(gè)螺絲就完成了,無(wú)需使用組成石或玻璃纖維板材料開孔,優(yōu)點(diǎn)是鋁框支架可以滑動(dòng),能夠適應(yīng)各種板子的尺寸,任何板子都可以使用,缺點(diǎn)是不能保護(hù)SMD貼片器件。
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普通波峰焊治具
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適用于大批量過(guò)波峰焊的板子,使用組成石或玻璃纖維板材料開孔,讓錫水接觸到的焊腳區(qū)進(jìn)行焊接,不開孔的區(qū)域把已經(jīng)貼的元器件保護(hù)起來(lái),避免掉下去。
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帶蓋板波峰焊治具
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其作用是把插件元器件固定蓋起來(lái),因?yàn)橛行┎寮骷咔逸p,容易漂浮起來(lái),焊接不漂亮也不牢靠,所以需使用蓋板把插件元件固定過(guò)波峰焊。
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手浸波峰焊治具
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一般使用于一些小公司,因波峰焊的設(shè)備體積很大,成本很高,一般小公司沒(méi)有匹配波峰焊設(shè)備,使用錫爐焊接插件元器件時(shí),就需使用手浸波峰焊治具。
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PCB設(shè)計(jì)影響波峰焊的因素
PCB設(shè)計(jì)時(shí),需考慮插件元件的可焊性,設(shè)計(jì)PCB布局一般都會(huì)優(yōu)先考慮單面布局和單面焊接元器件,當(dāng)PCB布局無(wú)法滿足單面焊接時(shí),會(huì)使用雙面混裝布局,這時(shí)需考慮波峰焊的組裝制程及組裝過(guò)程的整個(gè)成本。
貼片元件與插件元件管腳距離
1
由于波峰焊的治具開孔需大于插件元件焊盤,如果治具開孔比較小,可能會(huì)導(dǎo)致漏焊,開孔比較大,會(huì)導(dǎo)致離插件焊盤較近的貼片元件與插件焊盤連錫,所以設(shè)計(jì)布局時(shí),需考慮到貼片元件與插件焊盤的距離,一般需大于3mm以上。
插件管腳附近貼片元件的高度限制
2
由于在制做治具時(shí),需要把插件管腳附近的貼片物料包起來(lái),若插件物料管腳附近的貼片元件過(guò)高,則對(duì)應(yīng)位置治具凸起太高,會(huì)影響到過(guò)爐時(shí)焊錫與插件管腳焊盤的接觸,從而導(dǎo)致虛焊的可能,所以一般在插件管腳附近不要擺放3.5mm以上的貼片元件。
預(yù)留工藝邊
3
需要過(guò)波峰焊的PCBA,在PCB設(shè)計(jì)時(shí)一定要留有工藝邊,一般是3-5mm,這是為了留給治具支撐PCB接觸的寬度,同時(shí)也防止過(guò)爐時(shí),軌道撞壞PCBA板上的元件。
拖錫焊盤的設(shè)計(jì)
4
多管腳的插件元件,比如排針、網(wǎng)絡(luò)變壓等器件,在管腳間距小于2mm時(shí),需要在最邊上的焊盤留有拖錫焊盤,防止波峰焊過(guò)爐時(shí)管腳連錫,一般與管腳焊盤相連的拖錫焊盤為淚滴狀,與焊盤分開的拖錫焊盤一般是矩形。
附加白油阻焊條
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如果管腳間距小于1mm,需要在管腳間加白油阻焊條,防止管腳連錫。
可焊性檢查
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使用華秋DFM軟件,可以檢測(cè)PCBA的可焊性,組裝分析后可以檢測(cè)元器件的間距,提前評(píng)估制作哪種波峰焊治具,提前預(yù)防貼片元件離插件元件太近影響開治具的問(wèn)題發(fā)生。
![](https://file1.elecfans.com//web2/M00/A8/CF/wKgZomUh_eiAFaPIAAK44VkNCTI379.png)
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基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問(wèn)題,能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問(wèn)題,且能夠滿足工程師需要的多種場(chǎng)景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。
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