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,非常容易發生熱翹曲。輕微的翹曲會導致焊接不良(如立碑、虛焊),嚴重的翹曲甚至會使板卡在爐中卡住,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。當焊接第二面時,面已經焊好的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。治具可以設計局部擋墻和支撐塊,在過爐時固定它們,防落或移位。
標準化傳輸:確保這塊不規則形狀的PCB能平穩地在SMT生產線的傳送帶上運行。
二、 平板電腦過爐治具的設計特點
由于平板電腦PCB的復雜性,其治具設計也更為講究。
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。如果平板結構需要的強度或特殊的散熱/導熱管理,會考慮鋁合金,但成本更高且會影響爐溫。
結構設計關鍵點:
大尺寸腔體設計: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:這是設計的重中之重。工程師需要根據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域。
復雜的避位加工: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域,完美避開這些已焊接的元件,防止碰撞。
的定位系統: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的任何異物。
檢查頂針:確認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的定位孔對準治具的定位銷,平穩放下。
重要:放下后,用手輕輕按壓PCB的幾個角,感受并確認PCB是否被底部的支撐頂針平穩托住,沒有懸空或晃動。
過爐前后的處理:
爐溫曲線優化:這是至關重要的一步!大面積的合成石治具會吸熱,會改變回流焊爐內的熱風循環。必須使用爐溫測試儀,將熱電偶固定在PCB的關鍵元件上,連同治具一起過爐,測量實際的溫度曲線,并據此調整爐溫設置。直接使用普通PCB的Profile很容易導致冷焊或虛焊。
取板:過爐后,治具和PCB溫度很高,需冷卻后再取板。取板時應平穩向上拿起,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防止大面積翹曲防止薄板或軟硬結合板翹曲支撐設計支撐頂針布局更密集、更關鍵支撐重要,但面積小,相對簡單避位復雜度高,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:
平板電腦PCB的過爐治具是保證其生產良率的關鍵工裝。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構件。其設計的合理性(尤其是支撐頂針的布局)和使用的規范性(尤其是爐溫曲線的優化)直接決定了SMT生產的成敗與效率。
