嘉立创治具科普贴---关于治具的问题都可以问!逐步回答
本帖最后由 JLC_机械加工 于 2021-11-9 15:59 编辑治具是 电路板焊接环节很重要的一个工具,但因为都是工厂生产所用,其实很多设计人员,电工对治具不是很清楚,没见过的东西不清楚是很正常的;
现在的治具都是非标件,传统的做治具的工厂都是一款一谈价,价格透明度,报价合理性都由人为经验决定,不同的厂家有时对同一款治具报价差别很大,客户选择合适的治具厂家也比较困难;
开这个帖子的目的是对治具的方方面面进行介绍,给大家做做科普,同时,坛友对治具有任何问题或不明白的地方,都可以跟贴问,我以前也是小白,经过这段时间和大师傅的学习,逐步明白了很多治具的知识,我不会的问题也会找大师傅问明白后告诉大家;
这个是我最开始问的一些问题,我逐步一个一个搞清楚了;其实有问题才会有答案和解决方案,也欢迎大家提出自己的问题:
福利来了:
后续我们会总结坛友的问题,并请个妹子录一些视频给大家一一回答这些问题,文字回答可能有时候讲不清楚,边欣赏妹子,边听问题解答,估计大家会明白的更快一些!{:titter:}
问题列表:
1. 什么是波峰焊治具;
2, 波峰焊治具怎么用;
3. 波峰焊治具单面板和双面板怎么区分?
4. 波峰焊治具的材质有哪些?
5. 波峰焊治具为什么有的厚有的薄?
6, 波峰焊治具为什么有的有盖板,有的没有盖板?盖板有什么用?
7, 制作波峰焊治具需要哪些资料?怎么才能做出一个合格的波峰焊治具?
8. 嘉立创波峰焊治具是怎么做出来的?
9. 波峰焊治具压条有什么用?浮高是指什么?
10. 影响治具的价格因素有哪些?设计时考虑哪些因素可以节省成本?
坛友提问:
11.回流焊能做么?回流焊夹具是什么,起什么作用?
后续问题大家跟帖!2楼,3楼留位做解答备用;
本帖最后由 JLC_机械加工 于 2021-11-6 09:51 编辑
留位解答用:
1. 什么是波峰焊治具;波峰焊治具有什么用?
回答这个问题首先大家来看看电路板整个的加工过程:
加工电路板是在空的PCB上面焊上贴片元件和插上插件,工厂流程是这样的:
a. 首先在空的PCB板上印上锡镐, ----用到钢网
b. 然后贴片机把贴片元件( SMD)打到PCB上,打完贴片元件(SMD)后,----用到贴片机
c. PCB过回流焊,回流焊内部是高温的,可以把锡镐熔化掉,出来时锡镐硬化,固定贴片元件SMD元件,----可能用到回流焊治具
d. 再把插件元件插到PCB板上,过波峰焊机,自动焊好插件元件。 -----可能用到波峰焊治具(业界说法很多,有些也叫载具,夹具,其实都是这个)
理伦上PCB可以直接过波峰焊机,那为什么还要用波峰焊治具呢?
1、 如果PCB比较大,那么PCB过了波峰焊以后就容易变型,向下弯曲。那么用治具具就可以防止PCB变型,因为载具是用耐高温的特殊材料做的。
2、 如果PCB底面有SMD元件,那么过波峰焊时可能会掉下来。用治具具就可以把SMD元件保护起来,安全过波峰焊。
3、 PCB上有螺丝孔,不耐高温元件等不能上锡的地方,可以用治具具保护起来。
4、如果PCB很小,过波焊效率低,用治具具可以同时过好几个,提高生产效率。
给大家看看治具图,大家很清楚就知道治具是个什么东西了:
治具正面图-----正面是起保护smt表面贴部件的;
治具反面图-----反面是焊锡用的;
治具焊锡说明图-----熔融的锡水像波浪一样通过治具的开口接触到插件孔的焊盘,锡水沾在焊盘和元件引脚形成焊接;
本帖最后由 JLC_机械加工 于 2021-11-8 10:23 编辑
3.波峰焊治具单面板和双面板怎么区分?
其实严格来说,波峰焊治具都是需要双面加工的,给大家拍个最简单的单面板波峰焊治具正面图和背面图:
大家可以看到其实两边还是有些不一样,正面有放板区,拿板位;背面开孔位出有坡度便于流锡,还有承载边;但正面和背面图开孔位置是相同的,俗称单面板(不是pcb概念的单面板)
这个是双面波峰焊治具图:
和单面波峰焊最大的区别是有下沉区域,这些区域没有挖透,用户保护焊接面有贴片的元件;
波峰焊治具的材质有哪些?
问:影响治具的价格因素有哪些?设计时考虑哪些因素可以节省成本?
答:治具是非标件,因此价格不是固定的,但并不是说无章可寻,涉及治具价格的因素有下面几个:
1. 治具是单面治具还是双面治具;这个因素的影响是比较大的,一般双面治具都要比单面治具贵60%以上,因为双面治具的设计难度,材料厚度,加工时间都要比单面板要多,成本上升,价格自然会上升;
而很多板子如果从设计就开始考虑到生产的成本,在板子大批量制作的时候还是可以省不少钱的;
比如:(因为不太懂设计,仅从生产的角度说明,不适合的地方大家可以拍砖 )
a. 焊接面尽量不放贴片元件(焊接面没有贴片治具就可以做单面板),
b. 即使板子密度大必须放贴片元件, 焊接面需要放贴片元件也最好放一些 元件高度比较低的器件,这样可以减薄治具厚度,也就是降低成本;
c. 焊接面需要放贴片元件注意尽量远离插件元件焊脚,一般保持3mm左右的安全距离,确保治具开孔有余量避免上锡不良;
2. 原材料选择:波峰焊治具可以用玻纤板,合成石或钛合金制作,价格差异还是挺大的;
从成本上看钛合金>合成石>玻纤板;
从选用材料的场景来讲主要从3个方面考虑:治具的尺寸,波峰焊温度 和 波峰焊治具的寿命;
a. 治具的尺寸越大,越容易变形,玻纤板变形最大,因此大尺寸的治具最好不要选用玻纤板,或者选用厚一些的玻纤板;
b. 玻纤板耐高温可以达到300°C,使用寿命5000次左右;合成石耐温350-380°C,使用寿命10000-15000次;钛合金可使用10万次以上;
3. 是否需要盖板
盖板的目的是防止体积大些的元件在锡水的浮力下飘起来,导致焊歪而引起焊接不良,盖板的作用就是把这些元件对应位置压住,让元件固定焊接;
求问。回流焊能不能做治具?主要是两个问题。
一个是又大又薄的板,焊完板子就弯了,能不能做个治具过炉? 我之前看到这篇文章提到过这个问题
https://www.researchmfg.com/2010/07/reflow-carrier/
另一个是尺寸小或者没法加工艺边的板子,如果板子边缘有要求平滑,那V割和邮票孔都不适合,量小的话再铣一次也不现实。可否把小板子装在治具上贴片,过炉? iamseer 发表于 2021-11-9 11:58
求问。回流焊能不能做治具?主要是两个问题。
一个是又大又薄的板,焊完板子就弯了,能不能做个治具过炉? ...
您的这个问题很好,其实治具有很多种, 波峰焊治具是其中的一种,还有 就是 您提到的回流焊治具,这个 回流焊治具品类 嘉立创现在也可以生产,我正准备在后续的贴子中介绍,您已经问到了我就我所知道的先回答您一些;
另外,您提到的这个网址非常好: https://www.researchmfg.com/2010/07/reflow-carrier/
帖子后面回复的内容很多都是 非常贴近生产实际的,很值得看,这个也是论坛的价值,那个贴应该是 台湾技术达人 写的帖子,一些称呼 改过来就比较好看懂,比如:
過reflow的托盤指的就是回流焊治具
過Wave的托盤 指的就是波峰焊治具
SMT治具用于PCBA在SMT段的制 作过程中印刷、贴装、回流焊时 定位PCB。SMT 托盘治具按制作材料分有合成石回流焊载具、铝合金回流焊载具、磁性回流焊载具、硅胶回流焊载具。回流焊载具有以下的功用:
1)支撑薄型基板或软性电路板
2)可用于不规则外型的基板
3)可承载多连板以提高生产率
4)防止基板在回焊时,产生弯曲的现象
主要材质:合成石 , 铝合金
主要用途:用于PCB在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCB
制作合成石回流焊载具的注意事项:
1。载具的承载边要大于等于轨道上皮带的宽度,一般为5mm或以上。承载边的厚度不宜太厚,一般为1.5mm~2mm;
2。载具的四周要倒大一点的圆角,否则在载具运行过程中会造成卡板。一般情况下,倒圆角的半径为承载边的宽度;
3。在不影响载具强度的情况下,尽量把载具中间放板的部分掏空,以保证载具在回焊炉内充分受热,以免造成冷焊;
4。印刷和贴装用的载具,定位销的高度不能超过放板后板面的高度,否则会顶到印刷机内的钢网;
5。放板位置下沉的深度不能大于PCB的厚度,否则会使印刷的锡膏厚度增加,造成回焊后短路;
6。回流焊用的载具的材料建议用进口的合成石(劳斯林),否则在长时间受热后,载具会变形;
7。在安装螺钉的时候,要用防松动螺母
制作铝合金回流焊载具的注意事项:
1。制作铝合金载具的材料要用材质好的铝合金。否则在受热后,载具会发生变形,且不能校正;
2。铝合金载具在加工过程中,一般只加工一面,要防止在加工过程中的变形;
3。铝合金载具的平面度要在加工完成后校正,一般平面度要求为0.03;
4。对于需要大面积掏空的载具,板边要留宽一点,以保证载具的强度;
5。放板下沉的部分加工深度要保证。一般情况下,不要加工深了,以免印刷锡膏的时候多锡,造成短路;
6。加工在载具上的定位销的位置精度和尺寸精度都要保证,位置度0.01,直径比孔小0.02mm;
7。安装上去的定位销,要紧配安装,而且要点高温胶;
8。载具的表面要进行硬质氧化,以增强表面的耐磨性
另外还有用于软板的磁性载具:
主要材质:铝合金,磁性钢片,高温磁铁
主要用途:用于软板在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCA
制作磁性载具的注意事项:
1。磁性载具也是用铝合金制作,载具本体的制作要求按铝合金载具的要求制作;
2。磁性载具的取板手置不能开在有零件的地方;
3。安装磁铁的孔位要按正公差加工,以免磁铁放不进安装孔;
4。安装磁铁时要在铁板上安装,且磁铁的极性一致。敲击卡位孔时不能把磁铁打碎了;
5。磁铁安装好了以后,在磁铁表面打红胶固定,以使磁铁在碎了后仍有磁性。且碎屑不会掉出来;
6。磁性钢片(0.05mm)的开孔不宜离零件过近,以免造成印刷多锡;
7。磁性钢片要开孔露出PCB上的mark点;
8。磁性载具的安装底座定位销和载具的配合要顺畅;以免造成操作过程中卡板
另外还有用于软板的硅胶载具:
主要材质:铝合金,硅胶
主要用途:用于软板在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCA
1。硅胶载具的本体也是用铝合金制作的,载具本体的制作要求按铝合金载具的要求制作;
2。设计硅胶载具铝合金本体的设计的时候,先按产品直接放置于本体进行设计;
3。将加工好的载具本体上表面均匀的覆盖一层硅胶,厚度为1mm;
4。硅胶载具需要配备为产品与载具定位的治具;
5。硅胶载具在使用时,产品在载具上一定要放平,放正;
非常感谢解答,干货满满很赞。
另外一个疑问是,小PCB铣边的时候总是有披锋,位置还不可控。问过客服也说“CNC锣板无法控制机器的起点和㞑点”。如果用治具,那披锋岂不是会造成放不进去的问题?
当时疑问在这里:https://www.amobbs.com/thread-5733841-1-1.html
还有一个问题是纯好奇:“将加工好的载具本体上表面均匀的覆盖一层硅胶,厚度为1mm;”这个工艺是怎么实现的?难道是还得再开一个模来铸造硅胶?能均匀的覆盖一层硅胶这种工艺我想在很多地方都有用。
一面上有贴片,有直插,贴片距离直插波峰焊焊接引脚的最小距离一般要多少间距?
有时候板子比较小,空间有限,想知道个最低的要求距离。 wuguoyan 发表于 2021-11-9 16:37
一面上有贴片,有直插,贴片距离直插波峰焊焊接引脚的最小距离一般要多少间距?
有时候板子比较小,空间有 ...
最小贴片元件距离波峰焊焊接引脚距离是可以算出来的;原理如下:
當傳統插件的焊腳太靠近載具的邊緣時,容易因為陰影效應(shadow effect)發生焊接不全(solder insufficiency)的問題。
載具必須要覆蓋住那些不需要使用錫爐焊接的零件。
載具破孔的邊緣牆壁厚度,建議至少保留0.05”(1.27mm),以確實隔絕焊滲透進入哪些不需要使用錫爐焊接的零件。
載具破孔的邊緣距離需要錫爐焊接的零件,建議至少保留0.1”(2.54mm),以減小可能的陰影效應(shadow effect)。
因为阴影效应:治具边缘离插件孔焊盘最少保留2.54mm(建议3mm以上),治具边缘墙壁厚度最少 0.75mm, 才能有效隔绝锡水;治具边缘墙壁离贴片元件留0.2mm裕量;
则:焊接面贴片元件 离 插件孔 引脚安全距离为: 2.54+0.75+0.2=3.49 mm;
3-3.5mm是极限距离了,再近就不满足做普通治具的条件了,当然,我们设计最好不要挑战生产极限,挑战生产极限,良率会降低,品质可靠性也不可控;
大师傅写的嘉立创治具制作说明中也有这个安全距离的说明:
iamseer 发表于 2021-11-9 16:07
非常感谢解答,干货满满很赞。
另外一个疑问是,小PCB铣边的时候总是有披锋,位置还不可控。问过客服也说 ...
小pcb有披锋的问题 是因为锣样板时小pcb找不到内定位孔,如果起刀点位置刚好在受力不匀的区域(一般板子形状比较特殊会出现;正常方方正正的板子比较少出现),
锣到最后一刀压板力度不够,板子移位会造成小突起或披锋; 这块嘉立创一直在优化锣带程序,想办法解决这块问题;
如果小pcb披锋是突起,是会影响把板子放入治具,需要把这点凸起给磨掉;如果是小缺口,不影响板子放入治具;
硅胶治具的硅胶作用是把软板粘在治具上,1mm硅胶开始是整体压上去的;后面的开口是人工割开的,这个要求精度不高;
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