FPC回流焊治具过炉托盘核心作用及设计要点
1. 核心名称
这种治具的通用名称是:回流焊载具 或 SMT过炉载具。
针对柔性电路板,它通常特称为:
FPC回流焊治具
FPC过炉托盘
FPC烧结托盘
软板回流焊载具
2. 治具的核心作用
为什么FPC需要专门的治具才能过回流焊?原因如下:
支撑与定型:FPC本身柔软,无法像硬性PCB一样在传送带上平稳传输。治具为其提供坚实的平面支撑,防止在炉内下垂、变形。
保证焊接质量:通过平整的支撑,确保FPC与焊接的元器件(如BGA、芯片电阻电容)保持在同一水平面上,使焊锡膏均匀熔化,避免虚焊、短路、立碑等缺陷。
便于自动化生产:将多片小的FPC拼放在一个治具上,可以实现自动化上料、贴片、过炉,大大提高生产效率。
保护金手指和连接器:治具可以设计凹槽或挡块,保护FPC上精密的金手指和连接器,防止它们被刮伤或沾上锡膏。
抑制温升过快:某些合成石材料具有隔热性,可以稍微减缓FPC的升温速度,对于某些热敏感的FPC或有特殊温度要求的工艺有帮助。
3. 治具的常用材料
选择材料是治具设计的关键,必须满足耐高温、尺寸稳定、低热膨胀系数等要求。
合成石:
这是最主流、最理想的选择。
优点:卓越的耐高温性(长期使用可达260°C以上),极低的热膨胀系数(保证尺寸稳定),高强度,防静电,使用寿命长。
类型:通常有玻璃纤维增强的合成石,颜色多为黑色或白色。
铝镁合金:
优点:强度高,耐用,散热快。
缺点:热容量大,会导致FPC局部温度与炉温设定有差异,需要重新优化回流焊温度曲线。成本较高,需要做表面处理(如喷砂、阳极氧化)以防止氧化和改善贴合度。
应用:常用于需要极高强度或特殊散热要求的场合。
电木:
优点:成本低廉。
缺点:耐高温性较差(约180-220°C),长期使用易碳化、变形、产生粉尘,寿命短。
应用:仅适用于低端、小批量或波峰焊治具,不推荐用于高标准的回流焊。
4. 治具的设计要点
一个合格的FPC回流焊治具需要考虑以下设计细节:
FPC定位方式:
销钉定位:最常用的方式。在治具上安装精准的定位销,与FPC上的定位孔配合。这是精度最高的方法。
硅胶套/磁铁固定:在治具边缘使用耐高温硅胶套或嵌入磁铁,将FPC压平固定,适用于没有定位孔的FPC。
真空吸附:在治具底部开微小的气孔,连接真空发生器,利用负压将柔软的FPC牢牢吸附在治具表面,使其完全平整。这是用于超薄FPC或有BGA等精密元件时的最佳方案。
治具厚度:通常为3mm - 5mm,既要保证强度,又要尽量减少热容量对工艺的影响。
开口与避让:
需要为板底的焊盘和元件开窗避让,防止治具挡住焊点。
需要为板面的高大元件(如连接器、电池座)开槽避让。
所有开口边缘必须光滑无毛刺,防止刮伤FPC。
标记与识别:治具上通常会有激光雕刻的二维码或文字,用于管理治具的型号、版本和使用寿命。
5. 生产流程简介
FPC准备:将FPC贴在治具上,通过定位销或真空固定。
印刷锡膏:将固定的FPC和治具作为一个整体,通过锡膏印刷机。
贴装元件:进入SMT贴片机,将元器件贴到FPC的焊盘上。
回流焊接:整个载具带着FPC进入回流焊炉,完成焊接。
冷却与下料:出炉冷却后,将焊接好的FPC从治具上取下。

