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PCB电路板过炉回流焊治具它的核心作用是什么?

谢小姐    2025-11-06 09:05:59    12次浏览

一、它是什么?PCB过炉回流焊治具是一个根据特定PCB板的尺寸、形状和元件布局,量身定制的高精度工装托盘。通常由耐高温材料(如合成石、铝硅酸盐)制成,通过CNC精密加工出各种定位柱、支撑柱和避让孔。

二、它的核心作用是什么?为什么需要这个“保护神”?因为回流焊炉内部是高温、充满热风冲击的环境,PCB板和元件面临诸多挑战。治具的作用就是解决这些挑战:

防止板弯板翘:

对象:薄板(通常厚度 < 1.6mm)、大尺寸板或层压不对称的板。

原因:在回流焊的升温过程中,PCB会吸收热量。如果板子受热不均或本身强度不够,就会发生扭曲变形。

治具的作用:提供一个平坦、坚固的支撑平台,从底部牢牢托住整个PCB,有效抵抗热应力,防止变形。

保护已焊接元件:

对象:双面板的生产。

原因:当焊接第二面(B面)时,面(A面)已经焊接好的较重或较大的元件(如连接器、电解电容、屏蔽罩)会朝下悬空。在重力和炉内强热风的共同作用下,这些元件极易脱落或移位。

治具的作用:在治具上对应A面大型元件的位置,雕刻出的凹陷或支撑面,在过炉时将这些元件稳稳托住,防止其掉落。

承载与固定异形板和软板:

对象:尺寸极小的PCB、形状不规则的PCB(如圆形、多边形)以及柔性电路板。

原因:这些板子无法直接放置在SMT生产线的传送带上。

治具的作用:治具作为一个“标准尺寸的载体”,将不规则的小板固定在其中,使其能够顺利地进行全自动的锡膏印刷、贴片和回流焊流程。

实现局部焊接与热屏蔽:

对象:板上有不耐高温的部件(如塑胶接头、已编程的模块)或需要保护的区域(如金手指)。

原因:这些区域不希望经历二次高温或沾染锡膏。

治具的作用:治具可以设计成选择性开窗,只暴露需要焊接的焊盘区域,而将其他区域遮盖起来,起到隔热、防锡膏污染的作用。

三、治具通常用什么材料制造?材料的选择至关重要,必须满足耐高温、低热膨胀、高强度和良好的尺寸稳定性。

1. 合成石:

特点:目前最主流、综合性能的选择。由玻璃纤维和耐高温环氧树脂复合而成。

优点:耐高温(>260℃)、热膨胀系数极低(高温下几乎不变形)、高强度、寿命长、绝缘性好。

适用性:适用于绝大多数无铅焊接工艺,是高精度和高可靠性生产的。

2. 铝硅酸盐复合材料:

特点:新兴的高端材料。

优点:尺寸稳定性、导热性非常好(有助于板子受热均匀)、重量轻。

缺点:成本。

适用性:对精度和热均匀性有要求的领域,如军工、航空航天、高端通信。

3. 玻纤树脂:

特点:成本较低的替代方案,材料与普通PCB基材类似。

优点:便宜、易加工。

缺点:长期在高温下使用易变黄、分层,寿命较短。

适用性:打样、小批量或过炉次数不多的有铅工艺。

四、治具的设计与制造要点一个合格的治具需要考虑以下设计:

定位孔/销:确保PCB能地放入治具,没有位移。

支撑柱/面:均匀地支撑PCB板面,并在关键元件下方提供支撑。

开窗:暴露出所有需要焊接的焊盘和元件,窗口通常比焊盘区域大一点点以确保无遮挡。

避让槽/孔:为板子上凸起的部分或测试点留出空间,防止干涉。

工具孔:方便操作员拿取和放置治具。

材料厚度:通常与PCB板厚度和元件高度相匹配。

总结PCB电路板过炉回流焊治具是现代SMT高密度、高复杂度组装中不可或缺的工艺装备。它虽然不直接参与电路功能,但却是保障生产良率、产品可靠性和生产效率的关键。无论是为了防止双面板元件脱落,还是为了保证薄板不变形,亦或是为了实现异形板的自动化生产,都离不开这个精密的“定制保护神”。

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