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波峰焊治具的制作规范

谢小姐    2025-10-29 08:15:11    23次浏览

波峰焊治具制作规范1. 目的

明确波峰焊治具的设计、制作、验收标准,确保治具能满足生产需求,保障PCB Assembly (PCBA) 在波峰焊过程中的焊接质量,保护敏感元件,提高生产良率和效率。

2. 适用范围

本规范适用于所有波峰焊治具的设计与制作过程。

3. 设计规范3.1. 设计输入要求必需文件:必须提供版本的PCB文件,包括Gerber文件PCB位号图CAD结构图拼板图

工艺要求:明确需焊接的元件面、需保护的元件清单(如底部SMD元件、金手指、连接器)、PCB厚度、工艺边尺寸等。

设备参数:明确所使用的波峰焊设备型号、轨道宽度、爪指尺寸、锡槽宽度等,以确保治具外形兼容设备。

3.2. 材料规范主体材料

材料:高温合成石(如Panlite、Sypro等品牌)。

性能要求:耐高温 ≥ 260℃,低热变形量,防静电(ESD),机械强度高,不易吸水,不沾锡。

厚度要求:通常根据PCB尺寸和重量选择,常用厚度为10mm、15mm、20mm。

金属配件

定位销/顶针:采用不锈钢材料,如SUS303或SUS304。

压紧机构:压条、压块、弹簧片等应采用不锈钢或其它耐高温、防腐蚀材料。

弹簧:需使用耐高温弹簧(如琴钢线材质),确保在长期高温下弹性不衰减。

3.3. 结构设计规范定位系统

基准:必须以PCB上的工艺定位孔作为主基准。优先采用“一圆一方”的菱形销定位方式,实现防呆。

精度:定位销与PCB孔的单边间隙控制在0.05mm ~ 0.1mm

数量:至少需要2个或以上的定位销,对于大尺寸PCB(>200mm)需增加辅助定位。

压紧系统

压紧力:必须提供足够且均匀的压紧力,确保PCB在锡波冲击下不发生浮动或移位。

压紧点:压点应设置在PCB的稳定区域(如板边、无元件区),禁止压在元器件本体上。

类型:可根据PCB形状选用旋转压条、滑动压块、蝶形压片或局部耐高温硅胶压头。

开窗与遮蔽设计

开窗原则:所有需要焊接的插件元件引脚孔和焊盘区域必须开窗。

窗口尺寸:开窗边界与焊盘边界的单边距离推荐为0.5mm ~ 1.0mm。太小易导致焊盘遮蔽,太大易导致锡渣增多和短路。

遮蔽原则:所有不需要焊接的区域,包括底部SMD元件、金手指、测试点、邮票孔、裸铜区域等,必须被完全、可靠地遮蔽。遮蔽壁与元件本体间需有约0.5mm的安全间隙。

焊接工艺优化设计

导流设计:对于高大元件(如电解电容、变压器、连接器),在其进锡方向必须设计导流槽导流孔,以引导锡流,消除阴影效应。

排气设计:在QFP/SOP IC的引脚排或BGA封装对应的焊盘区域,可设计小型排气孔,帮助气体排出,减少锡珠和气孔。

边缘倒角:开窗的锡波流入侧边缘应设计>30°的倒角,以利锡波流动剥离,减少拉尖。

3.4. 整体与安全设计强度与重量:治具框架需有足够的机械强度,在保证强度的前提下可做掏空减重处理,但不得影响整体稳定性。治具总重量应便于操作,通常不超过15kg。

防呆设计:治具必须设计有防误放结构,确保PCB只能以正确的方向放入。

抓手与标识:设计便于取放的抓手。在治具非工作面的明显位置,必须使用雕刻或耐高温标签标识:产品型号、治具版本、制作日期、供应商信息

4. 制作与加工规范4.1. 加工精度外形尺寸:治具外形尺寸公差应控制在±0.2mm以内,以确保在波峰焊导轨上顺畅通行。

定位精度:所有定位销、孔的加工精度应保证在±0.05mm以内。

开窗精度:开窗轮廓与设计图纸的误差应小于±0.1mm

4.2. 表面与边缘处理无毛刺:所有加工表面、开窗内外边缘必须光滑,无任何锋口、毛刺和披锋,防止刮伤PCB或阻碍锡流。

清洁度:治具交付前必须经过彻底清洁,确保无灰尘、油污和加工碎屑。

5. 检验与验收规范5.1. 来料检验

检查合成石板材及金属配件是否符合规格要求。

5.2. 过程检验

在CNC加工关键工序后,进行尺寸抽检。

5.3. 最终检验(FAI)尺寸检验:使用三坐标测量仪或二次元影像测量仪,对照设计图纸对关键尺寸(定位孔、开窗位置)进行全检。

外观检验:目视检查有无裂纹、崩边、明显划痕及加工缺陷。

适配性检验:使用合格的PCBA实物进行试装配,检查:

定位是否顺畅、准确,无干涉。

压紧机构是否可靠,无压伤元件风险。

所有需遮蔽区域是否被完全覆盖。

所有需开窗区域是否被正确暴露。

5.4. 试炉验证(必做步骤)

将装配好治具和PCBA的载具,实际通过客户的波峰焊生产线进行焊接。

验收标准

焊接质量:无连续虚焊、漏焊,拉尖、锡珠控制在允收标准内。

保护效果:被遮蔽的SMD元件、金手指等无任何沾锡、损伤。

治具性能:治具本身无变形、无开裂、无严重烧焦发黄现象,功能正常。

过程稳定性:治具在轨道上运行平稳,无卡板、掉板现象。

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