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其核心目的是:在焊接过程中,保护已贴装好的精密元件,同时让需要焊接的焊点暴露出来。
一、核心分类与功能对比
这三种工具虽然都是辅助焊接,但针对的工艺和侧重点不同。
波峰焊过炉夹具 波峰焊 1. 承载:支撑薄或柔性的PCB。
2. 遮蔽:保护贴片元件(尤其是SMD)不被液态焊锡冲击。
3. 导流:引导焊锡流向,防止桥连。 合成石(最常用,耐高温、防静电、不变形)、铝合金、电木 插件元件(THT)与贴片元件(SMD)混装板,需过波峰焊时。
回流焊托盘/载具 回流焊 1. 承载与支撑:防止PCB在高温下变形(特别是大板、薄板)。
2. 均热:有时用于平衡不同区域的热量。
3. 屏蔽:保护背面已焊好的插件或屏蔽特定区域。 铝合金(用于底部支撑和均热)、合成石、高温工程塑料 二次回流、双面回流工艺中,保护第一面已焊好的元件;或支撑有BGA等易变形板的PCB。
后焊辅助工具/夹具 手工焊/选择性波峰焊/机器人焊 1. 定位与固定:将PCB或工件精准固定,提高焊接一致性。
2. 防烫伤:隔离操作员或周边元件。
3. 角度固定:提供最佳焊接角度。 铝合金、不锈钢、普通工程塑料、电木 维修站、补焊工位、选择性焊接工位,用于固定特定插座、连接器等。

二、详细解析
1. 波峰焊过炉夹具
这是应用最广、最典型的治具。
设计关键:
开窗设计:需要焊接的插件孔和焊盘位置必须精确开窗,窗口通常比焊盘略大。
遮蔽墙:在需要保护的SMD元件(如贴片电容、电阻、IC)周围有凸起的墙体,高度足够阻挡焊锡波。
挡锡条:在PCB板边或焊点密集区设置,用来刮掉多余焊锡,防止桥连。
支撑柱/点:均匀支撑PCB,防止其受热下垂触及焊锡波。
定位销/边:确保PCB每次放入位置绝对准确。
2. 回流焊托盘/载具
设计关键:
轻薄化:尽量减少热屏蔽效应,避免影响回流焊炉温曲线。
底部支撑面:大面积支撑PCB底部,防止变形。有时会挖空以减轻重量。
定位与固定:通常用磁性压杆或弹性卡扣轻轻固定PCB,防止在炉内被热风吹动。
材料选择:铝合金托盘通常带有特氟龙涂层,既防粘又绝缘。合成石材质的更轻且隔热性好。
3. 后焊辅助工具/夹具
这类工具更灵活,形式多样。

常见类型:
压接夹具:用于压接大型连接器,保证压力均匀。
角度固定台:将PCB倾斜特定角度,便于手工焊接排针或侧边接口。
局部屏蔽罩:只罩住需要保护的区域,露出焊接部位。
多功能组合夹具:集成定位、压紧、散热(为MOSFET等)于一体。
三、设计与制造要点
精度是生命线:治具的定位精度直接决定产品良率。通常使用CNC数控加工中心制造。
热膨胀系数:材料的热膨胀系数(CTE)应尽量与PCB(通常是FR-4)匹配,否则在高温下会产生定位偏差。
ESD防护:特别是合成石材料,需具备防静电特性(表面电阻率10^6 - 10^9 Ω),防止损坏敏感元件。
耐久性与维护:治具需要耐受长期高温(波峰焊250°C+,回流焊近300°C)和化学清洗。设计上应易于清洁残留的助焊剂。
人性化设计:包括重量(特别是大板夹具)、取放PCB的便利性、防烫手处理(如增加手柄)等。
四、发展趋势
轻量化与一体化:使用更轻的高性能材料,或将波峰焊与回流焊载具功能结合。
智能化:在载具上集成RFID标签,用于在MES系统中追踪产品批次和工艺参数。
3D打印应用:对于小批量、高复杂度的后焊夹具或原型验证,金属或高性能塑料的3D打印技术正在被采用,缩短交付周期。
总结
工艺环节
核心辅助工具
解决的核心问题
波峰焊 过炉夹具 选择性遮蔽,让焊锡“该去的地方去,不该去的地方不去”。
回流焊 托盘/载具 支撑防变形,并保护已完成的焊接面。
手工/后焊 辅助工具/夹具 精准定位与固定,提升人工焊接的一致性、安全性和效率。
这些治具是连接SMT和DIP工艺的桥梁,是保证高密度、高混合度PCB组装质量不可或缺的工程工具。其设计和制造水平直接体现了电子制造工厂的工艺能力。
举
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