CN107787126A - 一种波峰焊冶具及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及PCBA制造领域，其公开了一种波峰焊冶具及其设计方法，解决传统技术中带高密引脚的PCB板进行波峰焊接时发生连锡的问题。本发明中的波峰焊冶具包括托盘和拒锡装置，所述托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置设置有开口，所述拒锡装置安装在托盘的开口位置，在所述拒锡装置上与高密引脚对应位置设有通孔。本发明适用于带高密引脚的PCBA板的焊接。

Description

一种波峰焊冶具及其设计方法
技术领域
本发明涉及PCBA(装配印刷电路板)制造领域，具体涉及一种防高密引脚插件连锡的波峰焊冶具及其设计方法。
背景技术
PCB生产工艺主要有SMT和插件，SMT(Surface Mount Technology)是将无引脚元器件通过印刷锡膏、贴装和回流焊接的方式将器件固定到PCB上实现电气连接。插件是将元器件插到PCB上对应通孔，再通过波峰焊将器件焊接到PCB上的技术。波峰焊一般需要借助治具进行。随着PCB设计越来越复杂，设计引入的器件引脚间距越来越小，对于相邻引脚边缘间距小于1.0mm的插件，在波峰焊接时相邻引脚极易发生连锡问题。
目前针对PCBA生产中波峰焊连锡问题，主要是从波峰焊治具设计、插件短脚工艺以及PCB设计上改善：
PCB设计改善主要方法有增加拖锡焊盘、减少焊盘尺寸以增大相邻焊盘间距、焊盘之间增加白色油墨等，拖锡焊盘很多时候会遇到设计上的各种限制(如表层走线、器件排布等)无法添加；白色油墨因高度太低对改善高密引脚插件防连锡作用并不明显。
波峰焊治具设计改善主要采用的方法有：在治具开口边缘或者焊盘列之间增加拖锡片等，拖锡片或拖锡焊盘能够有效防止引脚间距较大芯片(如引脚边缘间距≥1.0mm)的连锡。但对于高密引脚插件，粘连往往发生在中间部位，且位置比较随机，采用拖锡片也无法全部解决连锡问题。
由于设备限制(如PCB尺寸超大，过板方向受限)，如果高密引脚插件的排列方向与波峰焊过板方向不一致，这种情况下不管是拖锡焊盘、拖锡片等常规措施都无法解决连锡问题。以自带变压器的RJ45为例，其引脚边缘间距为0.6mm，且由于波峰焊设备限制，只能采用与器件引脚排列方向垂直方向过板，焊接后大量短路，合格率只有10％。
因此，如何解决带高密引脚的PCB板进行波峰焊接时发生连锡的问题成为当前一项研究重点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提出一种波峰焊冶具及其设计方法，解决传统技术中带高密引脚的PCB板进行波峰焊接时发生连锡的问题。
一方面，本发明实施例提供一种防高密引脚插件连锡的波峰焊冶具，其包括：
托盘和拒锡装置，所述托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置设置有开口，所述拒锡装置安装在在托盘的开口位置，在所述拒锡装置上与高密引脚对应位置设有通孔。
作为进一步优化，在所述托盘的开口边缘以及拒锡装置的边缘设有螺钉孔，拒锡装置与托盘通过螺钉固定。
作为进一步优化，所述拒锡装置的材料采用厚度为3～4mm的钛合金。
作为进一步优化，所述拒锡装置上的通孔的孔径大小为对应高密引脚位置焊盘直径d+0.2～0.3mm。
作为进一步优化，所述开口的尺寸大小为：为保证安装拒锡装置，开口边缘距离拒锡装置上最边缘的通孔2mm以上。
另一方面，本发明实施例提供一种防高密引脚插件连锡的波峰焊冶具的设计方法，包括以下步骤：
A、在冶具托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置做整体开口；
B、对开口进行预处理；
C、对拒锡装置进行前加工处理；
D、将经过前加工处理后的拒锡装置组装到冶具托盘开口位置。
作为进一步优化，步骤B中，所述对开口进行预处理包括：
将开口边缘四周铣薄,并增加螺钉安装孔。
作为进一步优化，步骤C中，所述对拒锡装置进行前加工处理包括：
将拒锡装置上与焊锡接触一侧对应高密引脚欲开通孔位置做局部铣薄处理，再按照设计图纸对高密引脚对应位置进行开通孔，将拒锡装置上与PCBA贴片器件接触区域做下沉处理，并将与冶具托盘的螺钉安装孔对应位置开设对应的螺钉安装孔。
作为进一步优化，步骤C中，经过局部铣薄处理后的厚度在0.5～1mm，开通孔的孔径为对应高密引脚位置焊盘直径d+0.2～0.3mm，下沉处理的深度超过PCBA器件高度的0.5～1mm。
作为进一步优化，步骤D中，在组装后保证拒锡装置与冶具处于同一平面。
本发明的有益效果是：
1)通过拒锡装置变相减小高密器件出脚长度：
高密引脚长度为3.4mm，当应用到2.0mm板厚的PCB上时，则引脚出脚长度为1.4mm，而在冶具上与PCB板高密引脚对应位置增加拒锡装置后，因拒锡装置本身厚度为0.5～1.0mm，因此此时引脚出脚长度减小至0.4～0.9mm，能够大幅降低相邻引脚短路几率。
2)通过拒锡装置增加了相邻引脚间距，降低了连锡几率：
高密引脚器件PCB设计孔径(d)为0.8mm，盘径(D)为1.2mm，相邻引脚中心距(L)为1.8mm，则相邻焊盘边缘距离为1.8-1.2＝0.6mm，在增加拒锡装置后，拒锡位置开口为d+0.2mm，则此时相邻焊盘边缘间距为1.8-(d+0.2)＝0.8mm。
3)采用本发明的波峰焊冶具进行高密引脚器件的波峰焊接合格率达到95％以上，大大节省了返修工时，并提高了焊接可靠性。
附图说明
附图1为实施例中波峰焊冶具托盘结构示意图；
附图2为实施例中拒锡装置截面图；
附图3为实施例中拒锡装置与PCBA接触一侧平面图；
附图4为实施例中拒锡装置与焊锡接触一侧平面图；
附图5为实施例中安装了拒锡装置后的冶具示意图；
图中，1为开口，2为金属拒锡装置，3为对拒锡装置上与焊锡接触一侧对应高密引脚欲开通孔位置所的局部铣薄处理区域，4为下沉处理区域，5为螺钉孔。
具体实施方式
本发明旨在提出一种防高密引脚插件连锡的波峰焊冶具及其设计方法，解决传统技术中带高密引脚的PCB板进行波峰焊接时发生连锡的问题。在本发明方案中，通过在现有波峰焊冶具托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置设置开口，并在开口位置安装拒锡装置，在拒锡装置上与高密引脚对应位置设通孔，通过拒锡装置变相减小高密器件出脚长度，降低短路的几率，并增加了相邻引脚间距，降低了连锡几率。
下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：
实施例：
如图1所示，本发明实施例中波峰焊治具推荐选择8mm厚度，在与PCB板的高密引脚对应区域位置需先做整体开口1，开口的尺寸大小为：保证在安装拒锡装置后，开口边缘距离拒锡装置上最边缘的通孔2mm以上，如此可以便于拒锡装置的安装。治具开口边缘四周需铣薄至3mm并增加螺钉安装孔5，螺钉孔间距在25～30mm。
如图2、3、4所示，拒锡装置在镶嵌到治具上前需进行前加工处理，处理点有：与焊锡接触一侧对应高密引脚欲开通孔位置做局部铣薄处理3，铣薄后的厚度在0.5～1mm，再按照设计图纸对高密引脚对应位置进行开孔，开孔孔径推荐：高密引脚位置焊盘直径d+0.2～0.3mm。此外，拒锡装置PCBA贴片器件接触区域需做下沉处理4，下沉深度超过器件高度0.5～1mm。为了进行螺钉固定，在与治具螺钉孔对应位置通用需要开螺钉孔5。
如图5所示，将金属拒锡装置2组装到治具上与PCBA接触一侧高密引脚开口1，金属拒锡装置与波峰焊治具之间采用螺钉进行固定。
在具体实现时，波峰焊冶具也可以选择其它厚度，拒锡装置可以选用厚度为3～4mm的钛合金，其优点是加工精度高、不粘锡，也可以选择其它金属，只要保证在组装后钛合金拒锡装置需与治具处于同一平面即可。
本发明要求保护的技术方案包含但不仅限于上述实施例，本领域技术人员根据以上实施例的描述，在本发明的精神实质下作出的等同替换/改进均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种波峰焊冶具，包括托盘，其特征在于，还包括拒锡装置，所述托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置设置有开口，所述拒锡装置安装在托盘的开口位置，在所述拒锡装置上与高密引脚对应位置设有通孔。
2.如权利要求1所述的波峰焊冶具，其特征在于，在所述托盘的开口边缘以及拒锡装置的边缘设有螺钉孔，拒锡装置与托盘通过螺钉固定。
3.如权利要求1所述的波峰焊冶具，其特征在于，所述拒锡装置的材料采用厚度为3～4mm的钛合金。
4.如权利要求1所述的波峰焊冶具，其特征在于，所述拒锡装置上的通孔的孔径大小为对应高密引脚位置焊盘直径d+0.2～0.3mm。
5.如权利要求1所述的波峰焊冶具，其特征在于，所述开口的尺寸大小为：开口边缘距离拒锡装置上最边缘的通孔2mm以上。
6.一种波峰焊冶具的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、在冶具托盘上与PCB板的高密引脚对应区域位置做整体开口；
B、对开口进行预处理；
C、对拒锡装置进行前加工处理；
D、将经过前加工处理后的拒锡装置组装到冶具托盘开口位置。
7.如权利要求6所述的波峰焊冶具的设计方法，其特征在于，步骤B中，所述对开口进行预处理包括：
将开口边缘四周铣薄,并增加螺钉安装孔。
8.如权利要求6所述的波峰焊冶具的设计方法，其特征在于，步骤C中，所述对拒锡装置进行前加工处理包括：
将拒锡装置上与焊锡接触一侧对应高密引脚欲开通孔位置做局部铣薄处理，再按照设计图纸对高密引脚对应位置进行开通孔，将拒锡装置上与PCBA贴片器件接触区域做下沉处理，并将与冶具托盘的螺钉安装孔对应位置开设对应的螺钉安装孔。
9.如权利要求8所述的波峰焊冶具的设计方法，其特征在于，步骤C中，经过局部铣薄处理后的厚度在0.5～1mm，开通孔的孔径为对应高密引脚位置焊盘直径d+0.2～0.3mm，下沉处理的深度超过PCBA器件高度的0.5～1mm。
10.如权利要求6所述的波峰焊冶具的设计方法，其特征在于，步骤D中，在组装后保证拒锡装置与冶具处于同一平面。
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