專利名稱：適用于fr-1紙質pcb無鉛smt焊接工藝的專用隔熱治具的制作方法
技術領域：
適用于FR_1紙質PCB無招SMT焊接工乙的專用隔熱治具技術領域[0001]本實用新型涉及PCB的SMT生產工藝的專用裝置，具體來說主要涉及專用于紙質 PCB的無鉛SMT生產工藝回流焊接工序中的一種隔熱治具。
背景技術：
[0002]現有技術中，PCB(Printed Circuit Board 印刷電路板)的 SMT (Surface Mounted Technology表面貼裝技術)生產工藝主要分有鉛和無鉛焊接，主要工藝步驟包括第I步 錫膏印刷；第2步自動貼片；第3步回流焊接，第4部脫模，檢測等工序。例如公開號 CN101083878 A專利文獻公開了一種PCB板的焊接方法和專用治具，其焊接方法也主要包 括第I步印刷錫膏；第2步自動貼裝元器件；第3步回流焊接；第4部脫模，檢測等步 驟。有鉛或無鉛焊接工藝的主要區別在于使用的錫膏不同，有鉛制程使用有鉛錫膏，錫膏中 主要的金屬成分是錫63%，鉛37%，錫膏的焊接熔點為183°C;無鉛制程使用無鉛錫膏，錫膏 中主要的金屬成分錫96. 5%，銀3%，銅O. 5%。錫膏的焊接熔點為217°C，錫膏充分的融熔和 潤濕焊盤需要溫度在220°C以上30-60秒，一般最高溫度要求在230°C -250°C，焊接溫度要 求的不同，對PCB板的要求也不相同。[0003]按現有技術的工藝，FR-1紙質PCB不能按照無鉛焊接工藝生產，因為FR-1紙質 PCB在回焊爐中無法較長時間承受220°C以上的高溫。根據公開文獻記載，現有的FR-1 PCB 可以做到的最高溫度是200-205°C，時間是30分鐘，無剝離氣泡。如果使用無鉛錫膏焊接 FR-1紙質PCB，錫膏的融化和回流需要220°C以上的溫度，FR-1紙質PCB受到高溫沖擊會出 現明顯的分層氣泡，不能制成合格的PCB。[0004]另外，在回焊爐中為防止PCB彎曲變形，需要專門的治具來安裝支撐PCB，現有 的各種治具通常在治具板開設通孔，以有利于熱風均勻吹拂到PCB板兩面。例如公開號 CN201274610 Y專利文獻公開了一種可以適應任何規格印刷電路板，其治具板開設有若干 通孔，排布于整塊治具板上，但這種治具僅有安裝支撐PCB作用，沒有隔熱作用，如果使用 在FR-1紙質PCB無鉛焊接工藝中將導致FR-1紙質PCB背面受熱，整板溫度過高而產生分 層氣泡；其次，現有技術的治具通常采用鋁合金或其他耐高溫材料，這些材料均沒有隔熱功 能，根據現有工藝特點本領域技術人員也認為治具不需要增加隔熱功能，否則影響PCB板 的焊接溫度。[0005]故此，本領域技術人員有必要進一步改進FR-1紙質PCB的無鉛焊接生產工藝以及 開發專用的隔熱治具，打破治具不需要增加隔熱功能的技術偏見。發明內容[0006]針對上述現有技術的缺陷及存在的技術問題，本實用新型要解決的技術問題是提 供了一種適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具。[0007]本實用新型解決上述技術問題所采用的技術方案是一種適用于FR-1紙質PCB無 鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，包括治具本體，開于所述治具本體中央的下沉式空腔以及旋鈕式夾具，其特征在于，所述下沉式空腔的空腔底面是整體密封結構。[0008]進一步的技術效果現有技術的各種治具為了熱風均勻吹拂到PCB上下表面，治具底板通常開設若干通孔，這種治具僅有安裝支撐PCB的作用，沒有隔熱作用，本設計用于容納PCB的空腔底板不開設通孔，是整板一塊，PCB固定后，PCB下表面貼和在空腔底板，在回流焊接階段，可以保證PCB的上表面溫度能夠達到無鉛錫膏的熔融和回流要求，PCB下表面由于有隔熱治具的保護而溫度大大降低，使得PCB整體溫度不超過200-205°C，這是FR-1 紙質PCB可以耐受的溫度，FR-1紙質PCB不會分層起泡，從而實現FR-1紙質PCB的無鉛焊接。[0009]優選的技術方案所述治具本體采用合成石材料。[0010]進一步的技術效果選用合成石制成的隔熱治具可防靜電、吸熱、受高溫沖擊不變形。[0011]優選的技術方案所述下沉式空腔能夠正好容納FR-1紙質PCB ;其下沉形成的空腔側壁與FR-1紙質PCB的厚度相一致。[0012]進一步的技術效果進一步防治PCB的側邊受到對流熱風沖擊，使得隔熱效果更好。
[0013]圖1是FR-1紙質PCB的無鉛SMT焊接工藝流程框圖。[0014]圖2是專用隔熱治具的結構示意圖。[0015]圖3是圖2的A-A剖視圖。[0016]1.治具本體，11.空腔，12.夾具，13.空腔側壁，14空腔底面。
具體實施方式
[0017]
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明，進一步闡明本實用新型的優點及相對于現有技術的突出貢獻，可以理解的，下述的實施例僅是對本實用新型較佳實施方案的詳細說明，不應解釋為對本實用新型技術方案的任何限制。[0018]圖1是FR-1紙質PCB的無鉛SMT焊接工藝主要的工藝流程。[0019]首先，經檢驗合格的FR-1紙質PCB送入除濕干燥箱進行烘烤處理，烘烤溫度設定為80°C，烘烤時間120分鐘；經烘烤處理后的FR-1紙質PCB送入錫膏印刷機，FR-1紙質 PCB的上表面印刷無鉛錫膏；回焊爐溫度的設定和焊接使用的錫膏有一定關聯度，本實施例使用的是日本Tamura公司生產的SAC305無鉛錫膏，錫膏合金成分錫96. 5%，銀3. 0%，銅 O. 5% ；FR-1紙質PCB板的印刷無鉛錫膏制程結束后進行SMT貼裝元器件；將貼裝有元器件的FR-1紙質PCB固定在專用的隔熱治具上送入SMT無鉛回流焊接爐，爐溫設置成偏下限， 經過預熱升溫，保溫，進入回流階段，此時爐溫峰值溫度實測達到230-235 之間，其中回流焊接的時間為35s ;然后冷卻；回流焊接結束后脫模，檢測。檢測方法首先是目測，目測情況是制成的FR-1紙質PCB焊點焊接良好，板面無分層氣泡或裂隙，板面顏色正常無烤黃區域；進一步顯微鏡觀察，FR-1紙質PCB焊點焊接良好，板面無分層氣泡或裂隙 ，板面顏色正常無烤黃區域；進一步通電測試，各元器件電氣連接良好，制成品合格。[0020]圖2是適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具在正視狀態下的結構示意圖。治具本體I采用合成石材料制成，如圖3所示，中間采用下沉式結構，留有與 FR-1紙質PCB面積相匹配的空腔11，空腔11的底面是整板一塊，沒有供熱風進入的通孔 或縫隙，這和現有技術差別巨大。使用時，把FR-1紙質PCB放入空腔11，旋動4個夾具12 固定住FR-1紙質PCB，放入回流焊接爐。焊接時，高溫熱風上下吹拂FR-1紙質PCB的兩側 面，FR-1紙質PCB露在治具外的上表面印刷有無鉛錫膏，在熱風吹拂下熔融回流，開始焊 接；FR-1紙質PCB的側邊被空腔側壁13遮擋，FR-1紙質PCB的下表面被空腔底面14完全 包覆，經過隔熱治具的吸熱隔絕，FR-1紙質PCB本身的受熱溫度大大低于熱風溫度，實測不 會超過200-205°C，這是FR-1紙質PCB能夠耐受的高溫，從而保護FR-1紙質PCB在回焊爐 中不會受到破壞性高溫影響，使得無鉛焊接工藝也適用于FR-1紙質PCB。[0021]本實用新型通過烘烤處理，降低FR-1紙質PCB基板含水量，回焊工序采用的專用 隔熱治具底板不開設通孔，保證FR-1紙質PCB在耐受溫度范圍內，使得無鉛焊接工藝可以 適用于FR-1紙質PCB，體現了技術進步。
權利要求1.適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，其特征在于，包括治具本體(1)，開于所述治具本體(I)中央的下沉式空腔(11)以及旋鈕式夾具(12)，其特征在于，所述下沉式空腔(11)的空腔底面(14)是整體密封結構。
2.根據權利要求1所述的適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，其特征在于所述治具本體(I)采用合成石材料。
3.根據權利要求1所述的適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，其特征在于所述下沉式空腔(11)能夠正好容納FR-1紙質PCB，其下沉形成的空腔側壁(13)與FR-1紙質PCB的厚度相一致。
專利摘要本實用新型公開了一種適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，其技術方案是適用于FR-1紙質PCB無鉛SMT焊接工藝的專用隔熱治具，包括治具本體，開于所述治具本體中央的下沉式空腔以及旋鈕式夾具，其特征在于，所述下沉式空腔的底部是整體密封結構.本實用新型通過烘烤處理，降低FR-1紙質PCB基板含水量，回焊工序采用的專用隔熱治具底板不開設通孔,保證FR-1紙質PCB在耐受溫度范圍內，使得無鉛焊接工藝可以適用于FR-1紙質PCB，體現了技術進步。
文檔編號H05K3/34GK202861582SQ201220575958
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月5日 優先權日2012年11月5日
發明者葉建鋒, 左幼林 申請人:上海航嘉電子有限公司