波峰焊治具治具制作规格书 WIA021.docx
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波峰焊治具治具制作规格书WIA021
东莞市立迪电子科技有限公司
制作：
杜永锋
审核：
日期：
2011.4.14
序言
随着工业的发展为了能够更有效的提高生产效率，减轻员工劳动强度和作业难度，提高产品的品质，就需要一种“治具”来辅助作业了。
治具又分工装治具、检测治具两种，前者用于机械加工、焊接加工、装配等工艺便于加工、满足精度的需要而设计的一种工装夹具；后者为检测使用，因为有些机械尺寸不便于测量，其形状复杂，只好设计专门的检测块或者检测用的针对某一种产品而设计检具，比方塞规、环规等一些规则的检具，但有些是不规则的就必须专门设计一种检具来测量它的尺寸。
治具在控制方面已由前期机械控制进入机械和电气控制相结合的时代，治具也被越来越多的被设计成能够自动化控制，其科技含量也越来越高，对设计人员要求不但有机械方面的知识，同时也要有电控方面的知识。
治具在制作材料方面前期的木质、塑胶板材被合金、新型复合材料所取代，治具的机构日益简单灵活，便于操作。
治具在设计方面已由前期的二维图纸发展成三维立体图像，在治具制作前期就可以模拟治具的使用，为人体工程学分析做了基础，以此不断改进治具。
治具的标准化治具零部件的标准化日益成熟，加快了治具产业的发展。
工业设备标准化为治具标准化提供了有利的保证。
治具的类型已经多样化ICT治具、SMT治具，功能治具、工装治具、工装夹具、贴合机、运送压合机、LCD显示幕贴膜机，压胶机，进水口切料机，测变型治具、按键贴膜治具、按键检测机具，探针检测治具，量测治具、吸盘印刷治具、气动压合点胶治具，自动排片机等等。
为了促进公司治具制作的标准化，特于2011年针对公司目前生产治具分大类制作治具制作规格书，通过治具制作规格书明确治具用途、原材料选择、制作流程、制作工艺、检验标准等。
通过文件化的规范使公司治具的制作经验得以传承，好的方法得以推广。
由于本人经验有限文件制作过程中难免有错误请大家不吝赐教，万分感激。
谢谢!
Johe.du
2011-4-14
目录：
1.定义…………………………………………………………………1
2.范围…………………………………………………………………1
3.内容…………………………………………………………………1
4.权责…………………………………………………………………2
5.制作规范
5.1…………………………………………………………………2
5.2…………………………………………………………………3
5.3…………………………………………………………………4
5.4…………………………………………………………………5
5.5…………………………………………………………………6
5.6…………………………………………………………………7
5.7…………………………………………………………………7
1、定义：
波峰焊治具又称过波峰炉治具，是针对PCB板过波峰焊时有些部件需要保护或者通过治具起到辅助定位插件的作用所设计的一种治具。
所谓波峰焊：
波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的,其高温液态锡保持一个斜面,并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象。
波峰炉治具作用：
1.1、避免金手指或接触孔因人工接触而受到污染。
1.2、将底端SMT元件覆盖住,使之能通过标准的回焊设备做局部焊接防止弯曲。
1.3、将生产线宽度标准化，使用一出多治具以增加生产效率，并统一产品品质。
1.4、防止溢锡污染基板表面。
2、范围：
PCBA板红胶、锡浆制程过炉治具均适用。
PCBA红胶工艺
利用压缩空气，将红胶透过专用点胶头点到基板上，胶点的大小、多少、由时间、压力管直径等参数来控制，用于PCBSMT贴片后仍需大量插接时才使用红胶工艺。
通过红胶固定贴装元件在插件后完成波峰焊工艺。
PCBA锡膏工艺
在表面贴装装配的回流焊接前，通过锡膏印刷工艺使锡膏将表面贴装元件或者端子与焊盘之间连接起来，然后通过回流焊焊接。
3、内容：
3.1波峰焊治具基板及原材料的选择。
3.2波峰焊治具CNC编程设计
3.3CNC加工工艺参数。
3.4波峰焊治具组装。
3.5波峰焊治具检验标准。
3.6波峰焊治具使用注意事项。
3.7波峰焊治具的保养。
4、权责：
4.1生产部负责波峰焊治具的CNC编程设计，CNC加工，机械组装。
4.2品质部依据《接单表》、《过炉治具检验标准》进行检验。
4.3采购负责原材料的采购并要求供应商提供材料的材质报告、ROHS等文件。
4.4业务部将客户要求反馈给设计、制作人员、检验人员协助完成检验，
5、制作规范：
5.1波峰焊治具基板及原材料的选择：
序号
名称
材料
备注
1
底板
合成石、玻纤板、钛合金等
厚度5mm,特殊情况另定
2
边框板
普通电木、铝条等
厚度10-15mm
3
导向边条
玻纤板
厚度2mm
4
压扣
塑胶
区分使用大小压扣
5
边框螺丝
M4镀锌螺丝
6
压棒
电木、玻璃纤维布棒等
∮10布棒
7
压板
电木
8
铜套
内径4.0mm
9
导柱
∮3.95mm
10
边条
合成材料
由于波峰焊波峰温度一般在250±5℃，焊接时间3-5s，所以治具的基板必须能够耐高温，目前采用的玻纤耐高温可以达到300℃，国产合成石耐高温可达350℃，进口合成石耐高温可达到380℃，石无铅耐高温可达到360℃，钛合金耐高温可以达到550℃。
波峰焊治具在使用过程中除了耐高温还好承受助焊剂、清洗剂的腐蚀，玻纤、合成石、钛合金均具有很高的耐腐蚀性。
玻纤板波峰焊治具优点：
平整度好，表面光滑，无凹坑，具有较高的机械性能和介电性能,较好的耐热性和耐潮性,有良好的加工性。
常温150℃下仍有较高的机械强度，可以耐高温达到300多度，在干态、湿态下电气性能好，阻燃，用于电气、电子等行业绝缘结构零部件，颜色有黑、白、绿、黄等，同时也有防静电的玻纤板供选择，价格低廉。
缺点：
长时间适用后易分层，不耐强酸/强碱，无铅焊锡情况是不适用，寿命相对较短。
厚度5mm规格1000*2000*5mm，1020mm*1220*5mm
合成石板波峰焊治具优点：
1、产品具有很高弹塑性和抗冲击性。
2由于其是天然硅质和聚合树脂构成的合成石是耐酸性材料。
3.长时间不褪色。
4低温传导性，确保基板上热量分布状态。
5长时间使用后仍然仍能保持尺寸上的稳定及其平坦。
6、合成石的合成树脂成分可有效阻隔助焊剂之活性，防止锡尖产生。
7、耐温一般是300-350度之间,短期间内耐温可达到385度。
合成石使过炉治具底板的理想材料，但是由于目前市场上合成石有国产和进口之分，并且种类繁多，性能差异较大，这样就加大了选择材料的难度。
所以在选择材料前必须了解客户的生产工艺和参数（有铅、无铅）信息以便选择合适的材料。
厚度5mm规格1020mm*2040*5mm。
钛合金波峰焊治具优点：
强度和断裂韧性高，强度与普通碳钢相近，疲劳强度和抗裂纹扩展能力好，低温韧性良好，抗蚀性能优异，钛合金熔点为1660℃，比铁高，具有较高的热强度，某些钛合金的最高工作温度为550ºC，预期可达700ºC。
抗蚀性好：
在550℃以下钛合金表面易形成致密的氧化膜，故不轻易被进一步氧化。
钛合金具有强度高，耐高温，耐腐性等优点，但是其价格比较昂贵。
5.2波峰焊治具CNC编程设计（GERBER文件处理的技术）
5.2.1首先分析PCB板是红胶、锡浆制程，锡浆制程对于贴片料设计是需要考虑过炉时加以保护。
红胶制程对于贴片料开窗上锡。
5.2.2凹槽宽度和长度公差范围一般是两边各放宽0.3mm及两边加起来0.6mm，特施情况需另行确定。
5.2.3过炉方向箭头标示与顶部中间，如果是一出多的形式雕刻在治具中间。
5.2.4标示位置统一放在治具左下角，内容至少包含治具名称、制作日期等，自提：
宋体，字高8mm.
5.2.5压盖设计时需考虑使用时防呆，通常就是通过两端卡位尺寸或者形状不一致来区分。
5.2.6压盖上需开窗便于观察下部压棒和压块的使用情况。
5.2.7压盖方向箭头和刻字尽量位于中间位置，内容至少包含治具名称、制作日期等，字体：
宋体，字高8mm。
5.2.8卡扣与PCB的接触面相对卡扣与治具底边的接触面（安装面）高0.5~1mm。
5.3CNC加工工艺参数
5.3.1上锡位置狭小部位采用底部铣薄便于上锡，上锡面底板120°倒角，其他部分倒角90°或者150°。
5.3.2CNC加工过程中对于合成石材料一般采用高硬度钨钢玉米刀加工，保证加工精度。
5.3.3底板加工时采用4边锁定防止加工过程中底板松脱及变形。
CNC加工工艺参数
加工材料
工序
刀具
转速rpm
切削量mm
备注
玻纤板
清面
3mm铣刀
18000
1～1.3
4边压平
玻纤板
钻孔
钻头
20000
1
依孔径选择钻头
玻纤板
雕刻
3mm铣刀
18000～20000
1～1.5
玻纤板
倒角
90、120、150°倒角刀
18000～20000
1～1.5
合成石
清面
3mm铣刀
18000
1.0～1.5
合成石
钻孔
钻头
20000
1
合成石
雕刻
3mm铣刀
18000～20000
1～1.5
合成石
倒角
90、120、150°倒角刀
18000～20000
1～1.5
电木
雕刻
3mm铣刀
18000～20000
1.5～2
钛合金
清面
3mm铣刀
10000～12000
0.1
钛合金
钻孔
钻头
15000
0.1
钛合金
雕刻
3mm铣刀
10000～12000
0.1
钛合金
倒角
90、120、150°倒角刀
10000～12000
0.2
5.4波峰焊治具的组装
5.4.1治具底板铣凹槽深度1.6mm,如果PCB板厚度小于1.6mm则压扣位置需相应锡圆弧状或者圆面凹槽，保证压扣平面与PCB板上面在同一平面。
如果PCB板厚度超过1.6mm通过上提压扣压紧PCB板。
5.4.2压扣使用M4平头不锈钢螺母从下往上锁，沉头与地面齐平，压扣上使用防滑螺母锁合，防滑螺母的顶端需与螺丝顶端齐平或者螺丝高于螺母。
5.4.3非功能需要保留的锐角都需倒角R1或者0.5×45°。
5.4.4需要从地板上面往下面锁螺丝时需加工成合适的盲孔，不能加工成通孔以免形成锡尖。
5.4.5压板上压块、压帽中心尽量对准所压元件中心。
5.4.6边框的横板与竖板结合处不能有间隙≤0.3mm。
5.4.7同一批治具使用螺丝须规格一致。
5.4.8卡扣数量和弹簧弹力配合，在保证完全压平PCB的前提下，尽量减少用量，同时兼顾作业时手感轻松程度。
5.4.9常规过炉治具的PCB安放面（吃锡面）到底板底面的高度统一为3.4mm，也就是PCB厚度为1.6mm时，PCB上表面与治具底板上表面平齐，尺寸公差在0.1mm以内。
5.4.10导向边条、边框横板、边框竖板与底板主体装配的方式必须如图所示：
导向玻纤边条厚度2mm宽度23mm，伸出部分8mm，之所以伸出8mm是由于治具在过炉是铁链伸出部分是8mm，前端活动部分是5mm，这个样治具在过炉时边条可以顺着铁链完成过炉，不是出现
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