【華秋干貨鋪】雙面混裝PCBA過波峰焊時，如何選用治具？

華秋電子

由于電子產品的小型化、輕量化推動了電子元件從插件元件向貼片元件轉化，但還是有部分插件元件存在各種因素的制約，無法轉化成貼片元件，所以混裝電路板會一直存在。

關于混裝電路板的焊接，不論是波峰焊還是手工焊接，都存在效率低的問題，所以選擇使用合適的波峰焊治具，則尤為重要。

什么是波峰焊治具

指在波峰焊制程工序中，過錫爐所使用的一種工具，用于承載PCB板過錫爐并完成焊接作業的治具。

使用治具的典型應用場景

1） 雙面混裝制程，背面有器件且不是紅膠工藝，需使用治具。

2） 元件本體超出PCB板邊，無法過錫爐時，需使用治具。

3） PCB板為連片板，遇高溫容易發生變型，需使用治具。

治具在波峰焊中的作用

1） 防止因溫度過高，導致PCB變型。

2） 可以把SMD元件保護起來，使PCB安全的過波峰焊。

3） 可以對薄形基板或軟性電路板起到良好的支撐作用。

波峰焊治具的特征

1、材質強度高，便于進行精密機械加工。

2、具備耐高溫性，尺度穩定性好，不易變形。

3、具有熱傳導性，過爐時熱量能快速均勻的傳遞到電路板上。

4、耐腐蝕性，耐助焊劑和清洗劑的腐蝕。

5、符合防靜電的要求。

6、用于環保產品時，還要滿足環保方面的要求。

7、具有防潮性和良好的電絕緣性。

以下兩種是波峰焊治具最廣泛使用的材料。

玻璃纖維板

由玻璃纖維材料和高耐熱性的復合材料合成的，具有較高的機械功能和介電功能，較好的耐熱性和耐潮性，優點是價格便宜，缺點是運用壽命短。

組成石

一種環保石材，由95%以上的天然石粉，加上少數聚酯及粘合劑，在真空下混合、加壓、振動成型而成，缺點是價格較貴，優點是運用壽命較長。

波峰焊治具的類型

萬能波峰焊治具

其制作是最簡單的，只需一個或幾個鋁框，加上幾個螺絲就完成了，無需使用組成石或玻璃纖維板材料開孔，優點是鋁框支架可以滑動，能夠適應各種板子的尺寸，任何板子都可以使用，缺點是不能保護SMD貼片器件。

普通波峰焊治具

適用于大批量過波峰焊的板子，使用組成石或玻璃纖維板材料開孔，讓錫水接觸到的焊腳區進行焊接，不開孔的區域把已經貼的元器件保護起來，避免掉下去。

帶蓋板波峰焊治具

其作用是把插件元器件固定蓋起來，因為有些插件元器件高且輕，容易漂浮起來，焊接不漂亮也不牢靠，所以需使用蓋板把插件元件固定過波峰焊。

手浸波峰焊治具

一般使用于一些小公司，因波峰焊的設備體積很大，成本很高，一般小公司沒有匹配波峰焊設備，使用錫爐焊接插件元器件時，就需使用手浸波峰焊治具。

PCB設計影響波峰焊的因素

PCB設計時，需考慮插件元件的可焊性，設計PCB布局一般都會優先考慮單面布局和單面焊接元器件，當PCB布局無法滿足單面焊接時，會使用雙面混裝布局，這時需考慮波峰焊的組裝制程及組裝過程的整個成本。

貼片元件與插件元件管腳距離

由于波峰焊的治具開孔需大于插件元件焊盤，如果治具開孔比較小，可能會導致漏焊，開孔比較大，會導致離插件焊盤較近的貼片元件與插件焊盤連錫，所以設計布局時，需考慮到貼片元件與插件焊盤的距離，一般需大于3mm以上。

插件管腳附近貼片元件的高度限制

由于在制做治具時，需要把插件管腳附近的貼片物料包起來，若插件物料管腳附近的貼片元件過高，則對應位置治具凸起太高，會影響到過爐時焊錫與插件管腳焊盤的接觸，從而導致虛焊的可能，所以一般在插件管腳附近不要擺放3.5mm以上的貼片元件。

預留工藝邊

需要過波峰焊的PCBA，在PCB設計時一定要留有工藝邊，一般是3-5mm，這是為了留給治具支撐PCB接觸的寬度，同時也防止過爐時，軌道撞壞PCBA板上的元件。

拖錫焊盤的設計

多管腳的插件元件，比如排針、網絡變壓等器件，在管腳間距小于2mm時，需要在最邊上的焊盤留有拖錫焊盤，防止波峰焊過爐時管腳連錫，一般與管腳焊盤相連的拖錫焊盤為淚滴狀，與焊盤分開的拖錫焊盤一般是矩形。

附加白油阻焊條

如果管腳間距小于1mm，需要在管腳間加白油阻焊條，防止管腳連錫。

可焊性檢查

使用華秋DFM軟件，可以檢測PCBA的可焊性，組裝分析后可以檢測元器件的間距，提前評估制作哪種波峰焊治具，提前預防貼片元件離插件元件太近影響開治具的問題發生。