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        波峰焊過爐托盤解決方案
        作者:吳飛勇    發布于:2013-09-23 11:25:40    文字:【】【】【
        摘要:波峰焊過爐托盤解決方案

        波峰焊過爐托盤解決方案

          一.了解波峰焊過爐托盤主體結構設計
          1、波峰焊過爐托盤的外形,依據客戶的PCB大小尺寸在PCB每邊各加25MM左右(可根據實際情況調整)。寬度尺寸最大不能超過客戶波峰焊設備軌道寬度要求的尺寸,厚度根據PCB及反面最高貼片元件的總厚度來選擇,一般在該厚度的基礎上加上1mm再取整。

          2、過波峰焊治具的軌道邊,通常由客戶指定,要與客戶的波峰焊設備軌道相符合,再根據PCB板的流向來設計為四邊軌道或雙邊軌道,如果是雙邊軌道要與客戶所需要的PCB走向保持一致;托盤四個角倒R3。

          3、過波峰焊治具四周做擋錫條,擋錫條截面尺寸一般為10x10mm,在軌道承托邊預留軌道邊寬的空間,一般將無軌道邊上的擋錫條做成外封條,安裝螺孔的中心距取20的整數倍,擋錫條的材料按客戶要求(一般用黑FR4)。

          4、過波峰焊治具的壓扣,根據PCB的TOP面元件的位置及PCB的大小來設定壓扣的數量及位置,并根據客戶選擇壓扣的種類(如圖所示)。壓扣在裝配圖上畫好之后,要模擬旋轉壓扣是否會碰到元件上、擋錫條、是否會妨礙PCB板放入治具型腔內等問題。

          5、過波峰焊治具防浮高裝置,根據客戶的要求對部分插件安裝防浮高裝置,通常根據防浮高元件的多少及元件類型來確定防浮高的方法,通常為三種:彈簧壓蓋、彈片、壓扣/定位壓蓋。

          6、取板位:在左右兩側設計兩個取手位,取手位比PCB沉板區域深1.0mm,取手位尺量避開有插件的地方。

          二.設計要點

          根據不同PCB板及不同的制作工藝,治具一般可制作成三種方式,一種是開通插件、避住貼片元件及通孔的錫膏工藝;一種是采用紅膠工藝,不用避住元件,全部開通;還有一種就是紅膠錫膏混合工藝,部分可保護且不影響上錫的貼片元件保護,部分貼片元件不保護。

          三.托盤行腔設計

          1.波峰焊過爐載具的沉板區域大小及深度,一般設計為深度比PCB厚度等厚或略小PCB厚度(一般小0.1mm),大小則一般設計成比PCB外形大0.25mm(單邊),如下圖所示:

          2、銷釘:為了保護元件不被撞壞,需在沉板區域對角設計兩個定位銷,銷釘在本體上加工,銷釘小于孔0.2MM。

          3、波峰焊過爐載具避位貼片元件的設計,托盤開孔處Gerber文件和實際PCBA上托盤開孔邊到焊盤的距離>=3mm(在保證托盤的強度的情況下,盡可能加大點,以便上錫),托盤開孔邊的壁厚>=1mm(在貼片元件與插件靠得太近的情況下,壁厚不能小于0.7mm),托盤底部最薄處>=1mm(以確保不會傷到元件),如下圖所示。由于托盤較厚,開孔處較窄的地方背面斜坡加長,或在開孔處背面附近銑薄,以增加錫水的流動性。托盤避讓貼片元器件的開槽面積盡量小,保證托盤的整體較厚實。

          4.方便PCB板更好的上錫,通常會在托盤反面增加導錫槽,其導錫槽深度需要滿足第二個條件,還可以減少倒角的壓力。

          四.紅膠工藝波峰焊的型腔設計

          1.波峰焊過爐載具的沉板區域大小及深度,一般設計為深度比PCB厚度等厚或略小PCB厚度,大小則一般設計成比PCB外形大0.25mm(單邊),與錫膏工藝是一樣。

          2.所有BOT面的元件及TOP的插件全部開通孔,通常是開一個大通孔,若客戶有要求保護部分通孔的則要屏蔽住,在開大通孔的同時應考慮托盤的整體強度。

          3.反面倒角應盡量大和斜。

          五.波峰焊過爐載具的組裝
          1.托盤毛刺處理完成后,裝四周邊條時需注意因邊條變形而影響托盤變形的情況。如有這種情況發生時,要先校正邊條后再裝配。

          2.壓扣的裝配方式主要有以下四種:

          3.托盤上的各部件聯接牢靠且耐高溫,轉動部件能多次轉動而不會出現松動和脫落現象,可加螺紋膠的全部加上螺紋膠。

          六.波峰焊過爐載具倒角
          1.倒角刀的選擇和倒角深度計算

          A.按照使用的要求,一般選用130度、120度、90度的倒角刀。

          B.這個刀具要下多深才會碰到內框呢?根據幾何三角函數可以計算的出深度x=b+a/tanc/2

          但是實際中的刀具不可能是個尖角,所以要相對于倒角邊偏移一個距離d,倒角邊也還要留一個倒角厚度e,那x=b+tanc/2+d/tanc/2-e

          1.X:倒角實際深度

          2.B:板背面至型腔底部的距離

          3.A:倒角邊至型腔邊的距離

          4.C:倒角刀角度

          5.D:刀具中心偏離倒角邊的距離

          6.E:倒角預備厚度(一般為0.3)

          舉例如下:

          兩個區域離得很近,先要進行打斷,再在靠近淺的挖通邊距離深的區域一個刀具半徑的地方打斷,然后計算深度進行倒角,比如用直徑15MM130度的倒角刀,那倒角深度為

          反面深2的邊=(6-2)+1/tan130/2+0.3tan130/2-0.3=4.3mm

          反面深3的邊=(6-2)+1/tan130/2+0.3/tan130/2-0.3=3.62mm

          以上是以刀夾偏移0.3來計算的。

          l備注:

          1.正切tana=直角三角形的對邊與領邊之比

          2.tan65度=2.14tan60度=1.73tan45度=1

          2.打斷點的計算

          倒角要倒得好。打斷是關鍵,計算方法與倒角深度的計算方法大同小異,同樣用正切三角函數來計算。我們應該在靠近反面深2的挖通邊與反面深3一個距離打斷,這個距離L等于板厚M減去區域深度b再乘以1/2刀具角度c的正切值再加安全系數e

          L=(m-b)×tanc/2+e

          L:打斷距離m:板厚b:區域深度

          c:倒角刀具度e:安全系數(一般為0.3mm)

          七.波峰焊過爐載具設計注意事項
          1、如何區分插件孔?

          A、看插件的絲印字符,如J類接頭插件、C類立式電容、L類電感、X類晶振、屏避框、臥式電容、功率晶體管等。如圖片所示

          一般的插件如立式電容、電感有兩個插件孔,功率晶體管有三個插件孔,其它J類的插件一般為兩排腳和兩個插件腳等。

          B、有的插件很象貼片元件,這時要用圖層來區分,同時打開鉆孔層和TOP面的貼片層,如果同一位置的鉆孔層和貼片層同時存在,那么這個元件就是插隊件。

          C、一般的螺絲孔和通孔均為單個獨立的孔,且沒有絲印。

          2、設計波峰焊需要哪些圖層?

          TOP面的貼片、絲印,BOT面的貼片、絲印,鉆孔層共五層就可以了。

          3、如果PCB板有塑料腳或者金屬腳時,需與業務員確認,是否需要避住。

          4、設計前,先了解所有需避讓元件的高度,深度以插件腳附近的元件為優先考慮,插件腳附件的深度淺有利于反面的倒角

          5、無實物板時參考《元件高度表》設計

          6、設計導錫槽時,導錫槽的深度應充分考慮正面避元件區域的深度,以免加工是透光及穿孔,可以做多層導錫槽

          7、設計插件開通孔時大小以大于距離插件腳3MM為標準,應盡量大,但有的地方貼片離插件太近,則要保證避厚0.5MM以上,又要保證避貼片區域足夠大,周時也要保證整個治具使用強度。
         

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