适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，其技术方案是适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，包括治具本体，开于所述治具本体中央的下沉式空腔以及旋钮式夹具，其特征在于，所述下沉式空腔的底部是整体密封结构.本实用新型专利技术通过烘烤处理，降低FR-1纸质PCB基板含水量，回焊工序采用的专用隔热治具底板不开设通孔,保证FR-1纸质PCB在耐受温度范围内，使得无铅焊接工艺可以适用于FR-1纸质PCB，体现了技术进步。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

适用于FR_1纸质PCB无招SMT焊接工乙的专用隔热治具
本技术涉及PCB的SMT生产工艺的专用装置，具体来说主要涉及专用于纸质 PCB的无铅SMT生产工艺回流焊接工序中的一种隔热治具。
技术介绍
现有技术中，PCB(Printed Circuit Board 印刷电路板)的 SMT (Surface Mounted Technology表面贴装技术)生产工艺主要分有铅和无铅焊接，主要工艺步骤包括第I步 锡膏印刷；第2步自动贴片；第3步回流焊接，第4部脱模，检测等工序。例如公开号 CN101083878 A专利文献公开了一种PCB板的焊接方法和专用治具，其焊接方法也主要包 括第I步印刷锡膏；第2步自动贴装元器件；第3步回流焊接；第4部脱模，检测等步 骤。有铅或无铅焊接工艺的主要区别在于使用的锡膏不同，有铅制程使用有铅锡膏，锡膏中 主要的金属成分是锡63%，铅37%，锡膏的焊接熔点为183°C;无铅制程使用无铅锡膏，锡膏 中主要的金属成分锡96. 5%，银3%，铜O. 5%。锡膏的焊接熔点为217°C，锡膏充分的融熔和 润湿焊盘需要温度在220°C以上30-60秒，一般最高温度要求在230°C -250°C，焊接温度要 求的不同，对PCB板的要求也不相同。按现有技术的工艺，FR-1纸质PCB不能按照无铅焊接工艺生产，因为FR-1纸质 PCB在回焊炉中无法较长时间承受220°C以上的高温。根据公开文献记载，现有的FR-1 PCB 可以做到的最高温度是200-205°C，时间是30分钟，无剥离气泡。如果使用无铅锡膏焊接 FR-1纸质PCB，锡膏的融化和回流需要220°C以上的温度，FR-1纸质PCB受到高温冲击会出 现明显的分层气泡，不能制成合格的PCB。另外，在回焊炉中为防止PCB弯曲变形，需要专门的治具来安装支撑PCB，现有 的各种治具通常在治具板开设通孔，以有利于热风均匀吹拂到PCB板两面。例如公开号 CN201274610 Y专利文献公开了一种可以适应任何规格印刷电路板，其治具板开设有若干 通孔，排布于整块治具板上，但这种治具仅有安装支撑PCB作用，没有隔热作用，如果使用 在FR-1纸质PCB无铅焊接工艺中将导致FR-1纸质PCB背面受热，整板温度过高而产生分 层气泡；其次，现有技术的治具通常采用铝合金或其他耐高温材料，这些材料均没有隔热功 能，根据现有工艺特点本领域技术人员也认为治具不需要增加隔热功能，否则影响PCB板 的焊接温度。故此，本领域技术人员有必要进一步改进FR-1纸质PCB的无铅焊接生产工艺以及 开发专用的隔热治具，打破治具不需要增加隔热功能的技术偏见。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷及存在的技术问题，本技术要解决的技术问题是提 供了一种适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案是一种适用于FR-1纸质PCB无 铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，包括治具本体，开于所述治具本体中央的下沉式空腔以及旋钮式夹具，其特征在于，所述下沉式空腔的空腔底面是整体密封结构。进一步的技术效果现有技术的各种治具为了热风均匀吹拂到PCB上下表面，治具底板通常开设若干通孔，这种治具仅有安装支撑PCB的作用，没有隔热作用，本设计用于容纳PCB的空腔底板不开设通孔，是整板一块，PCB固定后，PCB下表面贴和在空腔底板，在回流焊接阶段，可以保证PCB的上表面温度能够达到无铅锡膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔热治具的保护而温度大大降低，使得PCB整体温度不超过200-205°C，这是FR-1 纸质PCB可以耐受的温度，FR-1纸质PCB不会分层起泡，从而实现FR-1纸质PCB的无铅焊接。优选的技术方案所述治具本体采用合成石材料。进一步的技术效果选用合成石制成的隔热治具可防静电、吸热、受高温冲击不变形。优选的技术方案所述下沉式空腔能够正好容纳FR-1纸质PCB ;其下沉形成的空腔侧壁与FR-1纸质PCB的厚度相一致。进一步的技术效果进一步防治PCB的侧边受到对流热风冲击，使得隔热效果更好。附图说明图1是FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺流程框图。图2是专用隔热治具的结构示意图。图3是图2的A-A剖视图。1.治具本体，11.空腔，12.夹具，13.空腔侧壁，14空腔底面。具体实施方式以下结合附图对本技术的具体实施方式作详细说明，进一步阐明本技术的优点及相对于现有技术的突出贡献，可以理解的，下述的实施例仅是对本技术较佳实施方案的详细说明，不应解释为对本技术技术方案的任何限制。图1是FR-1纸质PCB的无铅SMT焊接工艺主要的工艺流程。首先，经检验合格的FR-1纸质PCB送入除湿干燥箱进行烘烤处理，烘烤温度设定为80°C，烘烤时间120分钟；经烘烤处理后的FR-1纸质PCB送入锡膏印刷机，FR-1纸质 PCB的上表面印刷无铅锡膏；回焊炉温度的设定和焊接使用的锡膏有一定关联度，本实施例使用的是日本Tamura公司生产的SAC305无铅锡膏，锡膏合金成分锡96. 5%，银3. 0%，铜 O. 5% ；FR-1纸质PCB板的印刷无铅锡膏制程结束后进行SMT贴装元器件；将贴装有元器件的FR-1纸质PCB固定在专用的隔热治具上送入SMT无铅回流焊接炉，炉温设置成偏下限， 经过预热升温，保温，进入回流阶段，此时炉温峰值温度实测达到230-235 之间，其中回流焊接的时间为35s ;然后冷却；回流焊接结束后脱模，检测。检测方法首先是目测，目测情况是制成的FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙，板面颜色正常无烤黄区域；进一步显微镜观察，FR-1纸质PCB焊点焊接良好，板面无分层气泡或裂隙 ，板面颜色正常无烤黄区域；进一步通电测试，各元器件电气连接良好，制成品合格。图2是适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具在正视状态下的结构示意图。治具本体I采用合成石材料制成，如图3所示，中间采用下沉式结构，留有与 FR-1纸质PCB面积相匹配的空腔11，空腔11的底面是整板一块，没有供热风进入的通孔 或缝隙，这和现有技术差别巨大。使用时，把FR-1纸质PCB放入空腔11，旋动4个夹具12 固定住FR-1纸质PCB，放入回流焊接炉。焊接时，高温热风上下吹拂FR-1纸质PCB的两侧 面，FR-1纸质PCB露在治具外的上表面印刷有无铅锡膏，在热风吹拂下熔融回流，开始焊 接；FR-1纸质PCB的侧边被空腔侧壁13遮挡，FR-1纸质PCB的下表面被空腔底面14完全 包覆，经过隔热治具的吸热隔绝，FR-1纸质PCB本身的受热温度大大低于热风温度，实测不 会超过200-205°C，这是FR-1纸质PCB能够耐受的高温，从而保护FR-1纸质PCB在回焊炉 中不会受到破坏性高温影响，使得无铅焊接工艺也适用于FR-1纸质PCB。本技术通过烘烤处理，降低FR-1纸质PCB基板含水量，回焊工序采用的专用 隔热治具底板不开设通孔，保证FR-1纸质PCB在耐受温度范围内，使得无铅焊接工艺可以 适用于FR-1纸质PCB，体现了技术进步。本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于FR?1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，其特征在于，包括治具本体（1），开于所述治具本体（1）中央的下沉式空腔（11）以及旋钮式夹具（12），其特征在于，所述下沉式空腔（11）的空腔底面（14）是整体密封结构。

【技术特征摘要】
1.适用于FR-1纸质PCB无铅SMT焊接工艺的专用隔热治具，其特征在于，包括治具本体(1)，开于所述治具本体(I)中央的下沉式空腔(11)以及旋钮式夹具(12)，其特征在于，所述下沉式空腔(11)的空腔底面(14)是整体密封结构。2.根据权利要求1所述的适用于FR-1纸质PCB无...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶建锋，左幼林，
申请(专利权)人：上海航嘉电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：