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1. 目的
本规范旨在明确波峰焊治具的设计、制作、验收标准与流程,确保治具能满足生产需求,保障PCBA在波峰焊过程中的焊接质量,有效保护敏感元件,提高生产直通率与效率。
2. 适用范围
本规范适用于本公司所有波峰焊治具的外协与内部制作过程。
3. 设计规范3.1. 设计输入要求必需文件:供应商必须从本公司获取版本的Gerber文件、PCB位号图、CAD结构图(含板厚、定位孔信息)及拼板图。
工艺要求:明确需焊接的元件面、需保护的元件清单(如底部BGA、贴片电容电阻、金手指、连接器)、PCB厚度、工艺边尺寸及挡刀线要求。
设备参数:治具设计必须兼容本公司指定的波峰焊设备型号、轨道宽度、爪指尺寸及托盘高度限制。
3.2. 材料规范主体材料:
材料类型:必须采用高品质合成石(如Panlite、Sypro、Isobor等知名品牌)。
性能要求:长期耐温 ≥ 260℃,热变形温度 ≥ 260℃,体积电阻率105−109Ω⋅��105−109Ω⋅cm(防静电),吸水率 < 0.1%。
厚度与颜色:根据PCB尺寸选用,常用厚度为10mm、15mm。推荐使用黑色材质,便于区分锡渣。
金属配件:
定位销/顶针:采用不锈钢SUS303或SUS304。
压紧机构:压条、压块、蝶形螺母等采用不锈钢或合金钢,表面需做防锈处理。
弹簧:必须使用耐高温弹簧钢(如琴钢线),确保在长期高温环境下弹性系数稳定。
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。采用“一圆一方”的菱形销或两个不同直径的圆销进行防呆定位。
精度:定位销与PCB孔的单边间隙控制在0.05mm ~ 0.1mm。
数量:至少2个定位销。对于长边尺寸 > 200mm的PCB,需增加辅助定位销或边定位块。
压紧系统:
压紧力:必须提供足够且均匀的压紧力,确保PCB在锡波冲击下不浮动、不移位。
压紧点:压点应设置在PCB的工艺边或无元件区,严禁直接压在元器件本体上。
类型:可根据PCB布局选用旋转压条、滑动压块或局部弹簧压针。
开窗与遮蔽设计:
开窗原则:所有插件元件的焊盘区域必须开窗。
窗口尺寸:开窗边界与焊盘边界的单边距离为0.8mm ±0.2mm。确保焊盘充分暴露,同时防止锡桥。
遮蔽原则:所有SMD元件、金手指、测试点、邮票孔及非焊接通孔必须被完全、可靠地遮蔽。遮蔽壁与元件本体间需有 ≥ 0.5mm的间隙。
焊接工艺优化设计:
导流设计:在高大元件(高度 > 5mm)的进锡方向,必须设计导流槽(宽度≥3mm)或导流孔(直径≥φ3mm),以消除阴影效应。
排气设计:在QFP、SOP等IC封装背部对应位置或BGA焊盘区域,设计φ0.8mm ~ φ1.0mm的排气孔,帮助气体排出。
边缘倒角:所有开窗的锡波流入侧边缘应设计 ≥ 30°的倒角,利于锡波剥离,减少拉尖。
3.4. 整体与设计强度与重量:治具框架需有足够的机械强度与刚性。在保证强度前提下可做减重处理,但掏空部分不得影响整体结构稳定性。治具总重量原则上不宜超过12kg。
防呆设计:治具必须有明确的防误放结构,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,必须使用雕刻方式标识:产品型号、治具版本号、制作日期、供应商代码。
4. 制作与加工规范4.1. 加工精度外形尺寸:治具外形尺寸及轨道夹边公差控制在±0.2mm以内。
定位精度:所有定位销、孔的位置度公差应 ≤0.05mm。
开窗精度:开窗轮廓与设计图纸的误差应 ≤±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。
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. 最终检验尺寸检验: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(定位孔位置、开窗尺寸及位置)进行全检。
外观检验:目视及手感检查有无裂纹、崩边、明显划痕及加工缺陷。
适配性检验:使用本公司提供的合格PCBA实物进行试装配,检查定位、压合、遮蔽与开窗是否完美,无任何干涉。
5.2. 试炉验证(必做步骤)
将装配好治具和PCBA的载具,在本公司指定的波峰焊生产线上进行至少3个循环的焊接测试。
验收标准:
焊接质量:无连续虚焊、漏焊,拉尖、锡桥、锡珠等缺陷需在IPC-A-610标准允收范围内。
保护效果:被遮蔽的SMD元件、金手指等无任何沾锡、损伤或助焊剂污染。
治具性能:治具本身无变形、无开裂、无严重烧焦发黄,所有功能机构正常。
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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