防止大面積PCB翹曲:這是最核心的原因。平板電腦的PCB尺寸大且相對較薄,在回流焊爐的高溫下,非常容易發(fā)生熱翹曲。輕微的翹曲會導(dǎo)致焊接不良(如立碑、虛焊),嚴(yán)重的翹曲甚至?xí)拱蹇ㄔ跔t中卡住,造成報廢。治具提供剛性支撐,將其牢牢壓平。
支撐雙面貼片元件:平板電腦主板必然是雙面貼片。當(dāng)焊接第二面時,面已經(jīng)焊好的BGA、連接器等元件會懸空在下。治具通過精密支撐頂針,為這些元件提供穩(wěn)固的“地基”,防止它們因重力在熔融錫膏上移位或掉落。
固定重型/高大元件:平板電腦上可能有大型連接器、電池座、攝像頭接口等相對較重或較高的元件。治具可以設(shè)計局部擋墻和支撐塊,在過爐時固定它們,防落或移位。
標(biāo)準(zhǔn)化傳輸:確保這塊不規(guī)則形狀的PCB能平穩(wěn)地在SMT生產(chǎn)線的傳送帶上運行。
二、 平板電腦過爐治具的設(shè)計特點
由于平板電腦PCB的復(fù)雜性,其治具設(shè)計也更為講究。
材料選擇:
主流選擇:合成石。這是選,因為它耐高溫、不變形、隔熱性好且重量相對較輕。
高強度要求:鋁合金。如果平板結(jié)構(gòu)需要的強度或特殊的散熱/導(dǎo)熱管理,會考慮鋁合金,但成本更高且會影響爐溫。
結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)鍵點:
大尺寸腔體設(shè)計:腔體深度必須計算,既要能容納PCB厚度,又要保證PCB上表面處于一個理想的平面以供印刷和貼片。
密集的支撐頂針布局:這是設(shè)計的重中之重。工程師需要根據(jù)PCB的Gerber文件,計算出在焊接第二面時,需要在面的哪些位置(通常是BGA芯片底部、大型IC底部、板子中心等受力點)布置支撐頂針,確保頂針都頂在PCB背面無元件的空白區(qū)域。
復(fù)雜的避位加工:平板電腦PCB背面(面)的元件種類多,高度不一。治具需要通過CNC銑出各種不同深度和形狀的下沉區(qū)域,完美避開這些已焊接的元件,防止碰撞。
的定位系統(tǒng):采用定位銷 + 擋邊的組合,確保PCB能快速、地放入治具,且在整個過爐過程中不會移動。
輕量化與減重設(shè)計:由于治具尺寸大,為了便于操作和減少對傳送帶的影響,會在不影響強度的前提下,在治具底部銑出一些減重槽。
三、 使用流程與關(guān)鍵注意事項
使用流程與FPC治具類似,但有幾個特別需要注意的地方:
上板前檢查:
清潔治具:使用氣槍徹底吹走支撐針孔和避位槽內(nèi)的任何異物。
檢查頂針:確認(rèn)所有彈簧頂針伸縮順暢,沒有卡死或高度不一致的情況。
正確放置PCB:
將PCB的定位孔對準(zhǔn)治具的定位銷,平穩(wěn)放下。
重要:放下后,用手輕輕按壓PCB的幾個角,感受并確認(rèn)PCB是否被底部的支撐頂針平穩(wěn)托住,沒有懸空或晃動。
過爐前后的處理:
爐溫曲線優(yōu)化:這是至關(guān)重要的一步!大面積的合成石治具會吸熱,會改變回流焊爐內(nèi)的熱風(fēng)循環(huán)。必須使用爐溫測試儀,將熱電偶固定在PCB的關(guān)鍵元件上,連同治具一起過爐,測量實際的溫度曲線,并據(jù)此調(diào)整爐溫設(shè)置。直接使用普通PCB的Profile很容易導(dǎo)致冷焊或虛焊。
取板:過爐后,治具和PCB溫度很高,需冷卻后再取板。取板時應(yīng)平穩(wěn)向上拿起,避免因PCB柔軟而彎曲。
四、 與手機PCB治具的對比特性平板電腦PCB過爐治具手機PCB過爐治具尺寸大小核心挑戰(zhàn)防止大面積翹曲防止薄板或軟硬結(jié)合板翹曲支撐設(shè)計支撐頂針布局更密集、更關(guān)鍵支撐重要,但面積小,相對簡單避位復(fù)雜度高,因背面元件多且雜中到高對爐溫的影響非常顯著,必須重新測試Profile顯著,需要測試重量與操作較重,通常需要兩人操作或機械輔助較輕,單人可操作
總結(jié):
平板電腦PCB的過爐治具是保證其生產(chǎn)良率的關(guān)鍵工裝。它不再是一個簡單的托盤,而是一個集支撐、定位、防變形、熱管理于一體的精密結(jié)構(gòu)件。其設(shè)計的合理性(尤其是支撐頂針的布局)和使用的規(guī)范性(尤其是爐溫曲線的優(yōu)化)直接決定了SMT生產(chǎn)的成敗與效率。
