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雙面混裝PCBA過波峰焊時(shí),如何選用治具?

華秋電子 ? 2023-09-22 08:09 ? 次閱讀

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,過錫爐所使用的一種工具,用于承載PCB板過錫爐并完成焊接作業(yè)的治具。

使用治具的典型應(yīng)用場景

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,無法過錫爐時(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) 防止因溫度過高,導(dǎo)致PCB變型。

2) 可以把SMD元件保護(hù)起來,使PCB安全的過波峰焊。

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。

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。

波峰焊治具的類型

萬能波峰焊治具

1

其制作是最簡單的,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

2

適用于大批量過波峰焊的板子,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,避免掉下去。

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帶蓋板波峰焊治具

3

其作用是把插件元器件固定蓋起來,因?yàn)橛行┎寮骷咔逸p,容易漂浮起來,焊接不漂亮也不牢靠,所以需使用蓋板把插件元件固定過波峰焊。

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手浸波峰焊治具

4

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,若插件物料管腳附近的貼片元件過高,則對(duì)應(yīng)位置治具凸起太高,會(huì)影響到過爐時(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

5

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

6

使用華秋DFM軟件,可以檢測PCBA的可焊性,組裝分析后可以檢測元器件的間距,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題發(fā)生。

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華秋DFM軟件是國內(nèi)首款免費(fèi)PCB可制造性和裝配分析軟件,擁有300萬+元件庫,可輕松高效完成裝配分析。其PCB裸板的分析功能,開發(fā)了19大項(xiàng),52細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則,PCBA組裝的分析功能,開發(fā)了10大項(xiàng),234細(xì)項(xiàng)檢查規(guī)則。

基本可涵蓋所有可能發(fā)生的制造性問題,能幫助設(shè)計(jì)工程師在生產(chǎn)前檢查出可制造性問題,且能夠滿足工程師需要的多種場景,將產(chǎn)品研制的迭代次數(shù)降到最低,減少成本。

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華秋DFM軟件下載地址(復(fù)制到電腦瀏覽器打開):

https://dfm.elecfans.com/uploads/software/promoter/HQDFM%20V3.7.0_DFMGZH.zip

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