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波峰焊治具制作方法及注意事项

谢小姐    2025-10-29 08:16:53    21次浏览

一、波峰焊治具制作方法制作过程可以概括为五个核心步骤,从数字化设计到物理实体加工。

第1步:设计准备

获取资料:收集的PCB设计文件,包括Gerber文件、PCB布局图、拼板图和CAD结构图。

DFM分析:分析PCB布局,识别需要焊接的插件焊盘和需要保护的敏感区域(如贴片元件、金手指)。评估焊接风险点,如高大元件可能引起的阴影效应。

第2步:CAD设计

这是核心环节,通常在专业软件中完成。

建立框架:根据PCB尺寸和波峰焊设备轨道的限制,设计治具的外框。

设计定位系统

以PCB上的定位孔为基准,在治具上设计安装定位销的孔。通常采用“一圆一方”的菱形销或不同直径的销子实现防呆。

确保定位,PCB放入后无晃动。

设计开窗与遮蔽

开窗:在需要焊接的插件焊盘处开窗。窗口通常比焊盘单边大0.5mm-1.0mm。

遮蔽:将所有的贴片元件、金手指、测试点等区域用治具材料完全覆盖保护。

设计压紧机构:设计压条、压块或弹簧针,确保PCB被牢固压紧,不会因锡波冲击而浮动。

工艺优化设计

导流槽/孔:在高大元件的进锡方向设计导流结构,引导锡波,消除阴影效应。

排气孔:在引脚密集区设计小孔,帮助助焊剂和空气排出,减少锡珠。

第3步:CAM编程与CNC加工

编程:将设计好的CAD文件(如DXF/DWG)导入CAM软件,生成CNC机床能识别的加工程序(G代码)。

加工

将选定的合成石板材固定到CNC加工中心上。

机床根据程序自动进行精密铣削,一次性完成外形、开窗、挖槽、钻孔等所有工序。

第4步:后期处理与组装

去毛刺:手工清理所有加工边缘的毛刺和碎屑,确保光滑无锐角。

组装:安装定位销、压紧机构、弹簧等所有金属配件。

清洁:使用气枪和酒精彻底清洁治具。

第5步:试炉与验收

适配检查:将PCB实物放入治具,检查定位、压合、遮蔽是否完美。

波峰焊测试:实际上线过炉,这是最终的检验标准。

检查焊接质量(有无连锡、虚焊)。

检查保护效果(贴片元件是否完好,金手指是否洁净)。

检查治具本身(有无变形、开裂)。

二、核心注意事项制作一个合格的治具,远比制作一个治具本身更重要。以下是必须关注的要点:

1. 设计阶段的注意事项

精度是生命:定位销与PCB孔的配合间隙必须严格控制(单边0.05-0.1mm),这是保证焊接一致性的基础。

压紧力要均衡:压紧点布局要合理,确保PCB被均匀压住,防止板翘。避免压紧件直接压在元器件本体上。

充分考虑热变形:治具材料(合成石)虽然热膨胀系数低,但设计时仍要预留微小的热胀间隙,避免治具受热后挤压PCB导致变形。

防呆设计必不可少:必须确保PCB只能以正确的方向放入治具,防止因操作失误导致批量废品。

为“阴影效应”设计:提前预判,对高大元件必须设计导流槽,这是解决漏焊、虚焊问题的关键。

2. 材料选择的注意事项

主体材料:必须选用高品质合成石。劣质材料在长期高温下会变形、分层、释放有毒气体,严重影响治具寿命和产品安全。

金属配件:所有销、针、压块必须使用不锈钢,弹簧必须为耐高温弹簧,防止生锈和弹性失效。

3. 加工与验收的注意事项

严禁毛刺:加工后的治具所有边缘必须光滑。任何毛刺都可能刮伤PCB、阻碍锡流或产生锡渣。

首件检验必须执行:治具制作完成后,必须使用批PCB进行小批量试产验证,而不是直接投入大批量生产。

清晰的标识:在治具上刻印产品型号、版本号和制作日期。这对于治具管理和追溯至关重要,能有效防止用错治具。

4. 使用与维护的注意事项

规范操作:培训操作员轻拿轻放,正确取放PCB,避免暴力操作损坏定位销和压紧机构。

定期清洁:定期清理治具表面的锡渣、助焊剂残留和灰尘,保持开窗区域通畅。

定期检查:定期检查定位销是否磨损、压紧机构是否松动、合成石有无开裂。建立治具保养计划。

总结制作一个高质量的波峰焊治具,是一个集“精密机械设计”、“材料科学”“焊接工艺知识”于一体的系统工程。牢记以下核心原则:

方法:遵循“数据准备 → 设计 → 加工 → 组装 → 验证”的标准化流程。

注意:紧盯“精度、材料、热管理、防呆、可维护性”等关键要素。

一个精心设计和制作的治具,是提升波峰焊直通率、降低生产成本和保障产品可靠性的重要保障。

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