【华秋干货铺】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。
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。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。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。
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。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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/3f1ef27b87af40e587835df3dbecff8e~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=HsbCiEcsL6YhWABzkWTxYNA%2BWw4%3D

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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/3ffdef191d7641799cce0a6da0cead02~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=YIg2abuwqmnA5aZPtAsflnNLH9o%3D

波峰焊治具的类型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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/15a2e7e5cbc0452db1b70e28af4a833e~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=ESEhux9K8%2BuH2S8U9jfOIRACeT4%3D

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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/16c5e39f54c44c19b74135806f1a009e~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=y%2B7fQqZrTckk%2BGIgzH%2FWnBb7ZkU%3D

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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/381ad52da4e84128ab605ed4cc76ff16~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=nC20FUFJ2ZQ%2FRhCypKIWrD9hguk%3D

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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/21d153a0b97f4834a6cbaa8a937c69bb~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=NWM%2Fum3buu8PuoBGC9wlyyjLYOg%3D

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。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。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。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。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。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。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。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/baf088acdbda4bb2b051be4181801610~tplv-tt-shrink:640:0.image?from=2091602832&traceid=202309221544572C185BE04DC336BD0967&x-expires=2147483647&x-signature=YcNuATsd8sQQS9j%2FDJLQV%2BYV%2Bmw%3D