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什么是波峰焊治具

作者: 来源: 日期:2018/8/9 17:29:26 人气:647

  它用来支撑PCB,并保护其上的表贴元器件,并可以承受较高的焊接温度,防止PCB变形,实现波峰焊的连续生产,对提高焊接品质和生产效率有很大的作用。在波峰焊工艺中,治具的设计与制作是很重要的一个方面。因此,了解并掌握波峰焊治具的相关知识是很有必要的。

  1.波峰焊治具的功能

  理论上PCB可直接通过波峰进行焊接,而无需辅助添加治具。但是,波峰焊治具对于PCB板的焊接有着很重要的作用,可以在很大程度上保证焊接品质。

  1)波峰焊的焊接温度一般达到260℃,在此温度下,一些厚度较薄而尺寸较大的PCB可能变形,发生弯曲。PCB上有些通孔元器件的焊盘尺寸很小,对焊接位置的敏感度很高,一旦PCB发生变形和弯曲,这些元器件的焊接效果会受到很大影响,可能出现焊料过多或不足、桥连、漏焊、虚焊等缺陷。波峰焊治具均采用耐高温材料制成,在焊接温度下不易变形,可以保证PCB的平面度,进一步保证焊接质量。

  2)PCB上有贴装元器件时,过波峰焊时易受波峰热量冲击,焊点发生错位,使元器件本体脱落。波峰焊治具可以保护贴装元器件,使其安全通过波峰焊。


  3)对于一些较小的PCB,单独过波峰焊的效率很低。使用治具可以一次通过较多的PCB板,提高了生产效率。

  4)对于PCB上不耐高温的元器件,或者不能人手触摸的元器件,均可以用治具保护起来。

  5)对于较薄的PCB板和柔性电路板,治具会起到重要的支撑作用。

  6)通过治具可将波峰焊生产线宽标准化,适用于多种PCB,提高生产效率。

  综上所述,正是因为具有如此多的重要作用,在很多情况下,波峰焊治具已经成为波峰焊生产中不可缺少的部分。

  2.波峰焊治具的常用材料

  波峰焊治具的常用材料主要有合成石、电木、金属框及玻纤板等(如图1所示),下面分别介绍它们的特点。

  1)合成石

  合成石是波峰焊治具底板的合成材料,目前市场上的合成石有国产和进口之分,种类繁多,性能差异较大。选择材料前必须多了解客户的生产工艺和参数。合成石板具有很高的弹塑性和抗冲击性,而且具有很好的抗腐蚀能力。合成石的导热性很低,可保证PCB上的热量均匀分布,且在长时间使用后仍能保持其固有尺寸。合成石耐热温度一般在300-350℃之间,短时间内可耐高温达385℃,具有很好的耐高温能力,保证长时间不退色,常用来制作耐高温器件,成本较高。

  2)电木

  电木具有较高机械强度、良好的绝缘性,且耐热、耐腐蚀,其合成工艺简单,价格便宜,综合性能较好,但机械加工性能较差。

  3)金属框

  用于制作波峰焊治具的金属材料一般有钛合金和铝。钛合金具有很好的强度和韧性,疲劳强度和抗裂纹扩展能力好。某些钛合金的最高工作温度为550℃,而且表面在高温下会形成致密的氧化膜,不会被进一步氧化,其价格较为昂贵。铝板的强度高、韧性好,其密度比钛合金更轻,机械加工性能很好。

  4)玻纤板

  玻纤板具有良好平整度,表面光滑,较好的机械性能和介电性能。在150℃时仍具有较好的机械强度,可耐300℃高温,并具有很好的耐潮性,适合应用于高性能电子绝缘要求的产品。其缺点是在长期使用后可能出现分层现象,不耐强酸和强碱,寿命较短。图1给出了各种材料的治具图例,在选择波峰焊治具的过程中,要根据客户产品的要求、波峰焊的温度、助焊剂的腐蚀性,以及PCB上元器件的要求,成本等方面综合考虑要选用的治具材料。