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防止大面积PCB翘曲: 这是最核心的原因。平板电脑的PCB尺寸大且相对较薄,在回流焊炉的高温下,非常容易发生热翘曲。轻微的翘曲会导致焊接不良(如立碑、虚焊),严重的翘曲甚至会使板卡在炉中卡住,造成报废。治具提供刚性支撑,将其牢牢压平。
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支撑双面贴片元件: 平板电脑主板必然是双面贴片。当焊接第二面时,第一面已经焊好的BGA、连接器等元件会悬空在下。治具通过精密支撑顶针,为这些元件提供稳固的“地基”,防止它们因重力在熔融锡膏上移位或掉落。
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固定重型/高大元件: 平板电脑上可能有大型连接器、电池座、摄像头接口等相对较重或较高的元件。治具可以设计局部挡墙和支撑块,在过炉时固定它们,防止脱落或移位。
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标准化传输: 确保这块不规则形状的PCB能平稳地在SMT生产线的传送带上运行。
二、 平板电脑过炉治具的设计特点
由于平板电脑PCB的复杂性,其治具设计也更为讲究。
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材料选择:
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结构设计关键点:
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大尺寸腔体设计: 腔体深度必须精确计算,既要能容纳PCB厚度,又要保证PCB上表面处于一个理想的平面以供印刷和贴片。
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密集的支撑顶针布局: 这是设计的重中之重。工程师需要根据PCB的Gerber文件,精确计算出在焊接第二面时,需要在第一面的哪些位置(通常是BGA芯片底部、大型IC底部、板子中心等受力点)布置支撑顶针,确保顶针都顶在PCB背面无元件的空白区域。
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复杂的避位加工: 平板电脑PCB背面(第一面)的元件种类多,高度不一。治具需要通过CNC铣出各种不同深度和形状的下沉区域,完美避开这些已焊接的元件,防止碰撞。
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精准的定位系统: 采用定位销 + 挡边的组合,确保PCB能快速、精准地放入治具,且在整个过炉过程中不会移动。
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轻量化与减重设计: 由于治具尺寸大,为了便于操作和减少对传送带的影响,会在不影响强度的前提下,在治具底部铣出一些减重槽。
三、 使用流程与关键注意事项
使用流程与FPC治具类似,但有几个特别需要注意的地方:
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上板前检查:
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正确放置PCB:
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过炉前后的处理:
四、 与手机PCB治具的对比
| 特性 |
平板电脑PCB过炉治具 |
手机PCB过炉治具 |
| 尺寸 |
大 |
小 |
| 核心挑战 |
防止大面积翘曲 |
防止薄板或软硬结合板翘曲 |
| 支撑设计 |
支撑顶针布局更密集、更关键 |
支撑重要,但面积小,相对简单 |
| 避位复杂度 |
高,因背面元件多且杂 |
中到高 |
| 对炉温的影响 |
非常显著,必须重新测试Profile |
显著,需要测试 |
| 重量与操作 |
较重,通常需要两人操作或机械辅助 |
较轻,单人可操作 |
总结:
平板电脑PCB的过炉治具是保证其生产良率的关键工装。它不再是一个简单的托盘,而是一个集支撑、定位、防变形、热管理于一体的精密结构件。其设计的合理性(尤其是支撑顶针的布局)和使用的规范性(尤其是炉温曲线的优化)直接决定了SMT生产的成败与效率。
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