双面混装PCBA过波峰焊时，如何选用治具？

由于电子产品的小型化、轻量化推动了电子元件从插件元件向贴片元件转化，但还是有部分插件元件存在各种因素的制约，无法转化成贴片元件，所以混装电路板会一直存在。

关于混装电路板的焊接，不论是波峰焊还是手工焊接，都存在效率低的问题，所以选择使用合适的波峰焊治具，则尤为重要。

 

一、什么是波峰焊治具

指在波峰焊制程工序中，过锡炉所使用的一种工具，用于承载PCB板过锡炉并完成焊接作业的治具。

1、使用治具的典型应用场景

1） 双面混装制程，背面有器件且不是红胶工艺，需使用治具。

2） 元件本体超出PCB板边，无法过锡炉时，需使用治具。

3） PCB板为连片板，遇高温容易发生变型，需使用治具。

2、治具在波峰焊中的作用

1） 防止因温度过高，导致PCB变型。

2） 可以把SMD元件保护起来，使PCB安全的过波峰焊。

3） 可以对薄形基板或软性电路板起到良好的支撑作用。

 

二、波峰焊治具的特征

1、材质强度高，便于进行精密机械加工。

2、具备耐高温性，尺度稳定性好，不易变形。

3、具有热传导性，过炉时热量能快速均匀的传递到电路板上。

4、耐腐蚀性，耐助焊剂和清洗剂的腐蚀。

5、符合防静电的要求。

6、用于环保产品时，还要满足环保方面的要求。

7、具有防潮性和良好的电绝缘性。

 

以下两种是波峰焊治具最广泛使用的材料。

1、玻璃纤维板

由玻璃纤维材料和高耐热性的复合材料合成的，具有较高的机械功能和介电功能，较好的耐热性和耐潮性，优点是价格便宜，缺点是运用寿命短。

2、组成石

一种环保石材，由95%以上的天然石粉，加上少数聚酯及粘合剂，在真空下混合、加压、振动成型而成，缺点是价格较贵，优点是运用寿命较长。

 

三、波峰焊治具的类型

1、万能波峰焊治具

其制作是最简单的，只需一个或几个铝框，加上几个螺丝就完成了，无需使用组成石或玻璃纤维板材料开孔，优点是铝框支架可以滑动，能够适应各种板子的尺寸，任何板子都可以使用，缺点是不能保护SMD贴片器件。

2、普通波峰焊治具

适用于大批量过波峰焊的板子，使用组成石或玻璃纤维板材料开孔，让锡水接触到的焊脚区进行焊接，不开孔的区域把已经贴的元器件保护起来，避免掉下去。

3、带盖板波峰焊治具

其作用是把插件元器件固定盖起来，因为有些插件元器件高且轻，容易漂浮起来，焊接不漂亮也不牢靠，所以需使用盖板把插件元件固定过波峰焊。

4、手浸波峰焊治具

一般使用于一些小公司，因波峰焊的设备体积很大，成本很高，一般小公司没有匹配波峰焊设备，使用锡炉焊接插件元器件时，就需使用手浸波峰焊治具。

 

四、PCB设计影响波峰焊的因素

PCB设计时，需考虑插件元件的可焊性，设计PCB布局一般都会优先考虑单面布局和单面焊接元器件，当PCB布局无法满足单面焊接时，会使用双面混装布局，这时需考虑波峰焊的组装制程及组装过程的整个成本。

1、贴片元件与插件元件管脚距离

由于波峰焊的治具开孔需大于插件元件焊盘，如果治具开孔比较小，可能会导致漏焊，开孔比较大，会导致离插件焊盘较近的贴片元件与插件焊盘连锡，所以设计布局时，需考虑到贴片元件与插件焊盘的距离，一般需大于3mm以上。

2、插件管脚附近贴片元件的高度限制

由于在制做治具时，需要把插件管脚附近的贴片物料包起来，若插件物料管脚附近的贴片元件过高，则对应位置治具凸起太高，会影响到过炉时焊锡与插件管脚焊盘的接触，从而导致虚焊的可能，所以一般在插件管脚附近不要摆放3.5mm以上的贴片元件。

3、预留工艺边

需要过波峰焊的PCBA，在PCB设计时一定要留有工艺边，一般是3-5mm，这是为了留给治具支撑PCB接触的宽度，同时也防止过炉时，轨道撞坏PCBA板上的元件。

4、拖锡焊盘的设计

多管脚的插件元件，比如排针、网络变压等器件，在管脚间距小于2mm时，需要在最边上的焊盘留有拖锡焊盘，防止波峰焊过炉时管脚连锡，一般与管脚焊盘相连的拖锡焊盘为泪滴状，与焊盘分开的拖锡焊盘一般是矩形。

5、附加白油阻焊条

如果管脚间距小于1mm，需要在管脚间加白油阻焊条，防止管脚连锡。

6、可焊性检查

使用华秋DFM软件，可以检测PCBA的可焊性，组装分析后可以检测元器件的间距，提前评估制作哪种波峰焊治具，提前预防贴片元件离插件元件太近影响开治具的问题发生。

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