嘉立创治具科普贴---关于治具的问题都可以问！逐步回答

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治具是 电路板焊接环节很重要的一个工具，但因为都是工厂生产所用，其实很多设计人员，电工对治具不是很清楚，没见过的东西不清楚是很正常的；

现在的治具都是非标件，传统的做治具的工厂都是一款一谈价，价格透明度，报价合理性都由人为经验决定，不同的厂家有时对同一款治具报价差别很大，客户选择合适的治具厂家也比较困难；

开这个帖子的目的是对治具的方方面面进行介绍，给大家做做科普，同时，坛友对治具有任何问题或不明白的地方，都可以跟贴问，我以前也是小白，经过这段时间和大师傅的学习，逐步明白了很多治具的知识，我不会的问题也会找大师傅问明白后告诉大家；

这个是我最开始问的一些问题，我逐步一个一个搞清楚了；其实有问题才会有答案和解决方案，也欢迎大家提出自己的问题：  

福利来了：
     后续我们会总结坛友的问题，并请个妹子录一些视频给大家一一回答这些问题，文字回答可能有时候讲不清楚，边欣赏妹子，边听问题解答，估计大家会明白的更快一些！

问题列表：
1.     什么是波峰焊治具;
2，  波峰焊治具怎么用;  
3.    波峰焊治具单面板和双面板怎么区分？   
4.    波峰焊治具的材质有哪些？   
5.    波峰焊治具为什么有的厚有的薄？   
6，  波峰焊治具为什么有的有盖板，有的没有盖板？盖板有什么用？   
7，  制作波峰焊治具需要哪些资料？怎么才能做出一个合格的波峰焊治具？  
8.     嘉立创波峰焊治具是怎么做出来的？
9.     波峰焊治具压条有什么用？浮高是指什么？
10.   影响治具的价格因素有哪些？设计时考虑哪些因素可以节省成本？


坛友提问：
11.  回流焊能做么？回流焊夹具是什么，起什么作用？


        后续问题大家跟帖！2楼，3楼留位做解答备用；

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留位解答用：
1.     什么是波峰焊治具;波峰焊治具有什么用？
       回答这个问题首先大家来看看电路板整个的加工过程：
       加工电路板是在空的PCB上面焊上贴片元件和插上插件，工厂流程是这样的：
a.   首先在空的PCB板上印上锡镐，    ----用到钢网
b.   然后贴片机把贴片元件（ SMD）打到PCB上，打完贴片元件（SMD）后，  ----用到贴片机
c.   PCB过回流焊，回流焊内部是高温的，可以把锡镐熔化掉，出来时锡镐硬化，固定贴片元件SMD元件，----可能用到回流焊治具
d.   再把插件元件插到PCB板上，过波峰焊机，自动焊好插件元件。        -----可能用到波峰焊治具（业界说法很多，有些也叫载具，夹具，其实都是这个）
      理伦上PCB可以直接过波峰焊机，那为什么还要用波峰焊治具呢？
1、 如果PCB比较大，那么PCB过了波峰焊以后就容易变型，向下弯曲。那么用治具具就可以防止PCB变型，因为载具是用耐高温的特殊材料做的。
2、 如果PCB底面有SMD元件，那么过波峰焊时可能会掉下来。用治具具就可以把SMD元件保护起来，安全过波峰焊。
3、 PCB上有螺丝孔，不耐高温元件等不能上锡的地方，可以用治具具保护起来。
4、如果PCB很小，过波焊效率低，用治具具可以同时过好几个，提高生产效率。      
        
给大家看看治具图，大家很清楚就知道治具是个什么东西了：
治具正面图-----正面是起保护smt表面贴部件的；
  
治具反面图-----反面是焊锡用的；

治具焊锡说明图  -----熔融的锡水像波浪一样通过治具的开口接触到插件孔的焊盘，锡水沾在焊盘和元件引脚形成焊接；

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3.波峰焊治具单面板和双面板怎么区分？  
其实严格来说，波峰焊治具都是需要双面加工的，给大家拍个最简单的单面板波峰焊治具正面图和背面图：

大家可以看到其实两边还是有些不一样，正面有放板区，拿板位；背面开孔位出有坡度便于流锡，还有承载边；但正面和背面图开孔位置是相同的，俗称单面板（不是pcb概念的单面板）

这个是双面波峰焊治具图：
和单面波峰焊最大的区别是有下沉区域，这些区域没有挖透，用户保护焊接面有贴片的元件；







波峰焊治具的材质有哪些？

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问：影响治具的价格因素有哪些？设计时考虑哪些因素可以节省成本？
答：治具是非标件，因此价格不是固定的，但并不是说无章可寻，涉及治具价格的因素有下面几个：
1.     治具是单面治具还是双面治具；这个因素的影响是比较大的，一般双面治具都要比单面治具贵60%以上，因为双面治具的设计难度，材料厚度，加工时间都要比单面板要多，成本上升，价格自然会上升；
        而很多板子如果从设计就开始考虑到生产的成本，在板子大批量制作的时候还是可以省不少钱的；
比如：(因为不太懂设计，仅从生产的角度说明，不适合的地方大家可以拍砖 )
a.     焊接面尽量不放贴片元件（焊接面没有贴片治具就可以做单面板），
b.    即使板子密度大必须放贴片元件， 焊接面需要放贴片元件也最好放一些 元件高度比较低的器件，这样可以减薄治具厚度，也就是降低成本；
c.     焊接面需要放贴片元件注意尽量远离插件元件焊脚，一般保持3mm左右的安全距离，确保治具开孔有余量避免上锡不良；

2.     原材料选择：波峰焊治具可以用玻纤板，合成石或钛合金制作，价格差异还是挺大的；
从成本上看  钛合金>合成石>玻纤板;
       从选用材料的场景来讲主要从3个方面考虑：治具的尺寸，波峰焊温度 和 波峰焊治具的寿命；
a.     治具的尺寸越大，越容易变形，玻纤板变形最大，因此大尺寸的治具最好不要选用玻纤板，或者选用厚一些的玻纤板；
b.     玻纤板耐高温可以达到300°C，使用寿命5000次左右；合成石耐温350-380°C，使用寿命10000-15000次；钛合金可使用10万次以上；

3.     是否需要盖板
       盖板的目的是防止体积大些的元件在锡水的浮力下飘起来，导致焊歪而引起焊接不良，盖板的作用就是把这些元件对应位置压住，让元件固定焊接；
      

iamseer

求问。回流焊能不能做治具？主要是两个问题。

一个是又大又薄的板，焊完板子就弯了，能不能做个治具过炉？ 我之前看到这篇文章提到过这个问题
https://www.researchmfg.com/2010/07/reflow-carrier/

另一个是尺寸小或者没法加工艺边的板子，如果板子边缘有要求平滑，那V割和邮票孔都不适合，量小的话再铣一次也不现实。可否把小板子装在治具上贴片，过炉？

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iamseer 发表于 2021-11-9 11:58
求问。回流焊能不能做治具？主要是两个问题。

一个是又大又薄的板，焊完板子就弯了，能不能做个治具过炉？ ...

您的这个问题很好，其实治具有很多种， 波峰焊治具是其中的一种，还有 就是 您提到的回流焊治具，这个 回流焊治具品类 嘉立创现在也可以生产，我正准备在后续的贴子中介绍，您已经问到了我就我所知道的先回答您一些；

另外，您提到的这个网址非常好： [url]https://www.researchmfg.com/2010/07/reflow-carrier/[/url]

帖子后面回复的内容很多都是 非常贴近生产实际的，很值得看，这个也是论坛的价值，那个贴应该是 台湾技术达人 写的帖子，一些称呼 改过来就比较好看懂，比如：

過reflow的托盤  指的就是回流焊治具
過Wave的托盤   指的就是波峰焊治具

SMT治具用于PCBA在SMT段的制 作过程中印刷、贴装、回流焊时 定位PCB。SMT 托盘治具按制作材料分有合成石回流焊载具、铝合金回流焊载具、磁性回流焊载具、硅胶回流焊载具。回流焊载具有以下的功用：
1)支撑薄型基板或软性电路板
2)可用于不规则外型的基板
3)可承载多连板以提高生产率
4)防止基板在回焊时，产生弯曲的现象
主要材质：合成石 , 铝合金
主要用途：用于PCB在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCB


制作合成石回流焊载具的注意事项：
1。载具的承载边要大于等于轨道上皮带的宽度，一般为5mm或以上。承载边的厚度不宜太厚，一般为1.5mm~2mm；
2。载具的四周要倒大一点的圆角，否则在载具运行过程中会造成卡板。一般情况下，倒圆角的半径为承载边的宽度；
3。在不影响载具强度的情况下，尽量把载具中间放板的部分掏空，以保证载具在回焊炉内充分受热，以免造成冷焊；
4。印刷和贴装用的载具，定位销的高度不能超过放板后板面的高度，否则会顶到印刷机内的钢网；
5。放板位置下沉的深度不能大于PCB的厚度，否则会使印刷的锡膏厚度增加，造成回焊后短路；
6。回流焊用的载具的材料建议用进口的合成石(劳斯林)，否则在长时间受热后，载具会变形；
7。在安装螺钉的时候，要用防松动螺母



制作铝合金回流焊载具的注意事项：
1。制作铝合金载具的材料要用材质好的铝合金。否则在受热后，载具会发生变形，且不能校正；
2。铝合金载具在加工过程中，一般只加工一面，要防止在加工过程中的变形；
3。铝合金载具的平面度要在加工完成后校正，一般平面度要求为0.03；
4。对于需要大面积掏空的载具，板边要留宽一点，以保证载具的强度；
5。放板下沉的部分加工深度要保证。一般情况下，不要加工深了，以免印刷锡膏的时候多锡，造成短路；
6。加工在载具上的定位销的位置精度和尺寸精度都要保证，位置度0.01，直径比孔小0.02mm；
7。安装上去的定位销，要紧配安装，而且要点高温胶；
8。载具的表面要进行硬质氧化，以增强表面的耐磨性



另外还有用于软板的磁性载具：
主要材质：铝合金，磁性钢片，高温磁铁
主要用途：用于软板在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCA




制作磁性载具的注意事项：
1。磁性载具也是用铝合金制作，载具本体的制作要求按铝合金载具的要求制作；
2。磁性载具的取板手置不能开在有零件的地方；
3。安装磁铁的孔位要按正公差加工，以免磁铁放不进安装孔；
4。安装磁铁时要在铁板上安装，且磁铁的极性一致。敲击卡位孔时不能把磁铁打碎了；
5。磁铁安装好了以后，在磁铁表面打红胶固定，以使磁铁在碎了后仍有磁性。且碎屑不会掉出来；
6。磁性钢片(0.05mm)的开孔不宜离零件过近，以免造成印刷多锡；
7。磁性钢片要开孔露出PCB上的mark点；
8。磁性载具的安装底座定位销和载具的配合要顺畅；以免造成操作过程中卡板


另外还有用于软板的硅胶载具：
主要材质：铝合金，硅胶
主要用途：用于软板在SMT段的制作过程中印刷、贴装、回流焊时定位PCA

1。硅胶载具的本体也是用铝合金制作的，载具本体的制作要求按铝合金载具的要求制作；
2。设计硅胶载具铝合金本体的设计的时候，先按产品直接放置于本体进行设计；
3。将加工好的载具本体上表面均匀的覆盖一层硅胶，厚度为1mm；
4。硅胶载具需要配备为产品与载具定位的治具；
5。硅胶载具在使用时，产品在载具上一定要放平，放正；

iamseer

非常感谢解答，干货满满很赞。

另外一个疑问是，小PCB铣边的时候总是有披锋，位置还不可控。问过客服也说“CNC锣板无法控制机器的起点和㞑点”。如果用治具，那披锋岂不是会造成放不进去的问题？
当时疑问在这里：https://www.amobbs.com/thread-5733841-1-1.html

还有一个问题是纯好奇：“将加工好的载具本体上表面均匀的覆盖一层硅胶，厚度为1mm；”这个工艺是怎么实现的？难道是还得再开一个模来铸造硅胶？能均匀的覆盖一层硅胶这种工艺我想在很多地方都有用。

wuguoyan

一面上有贴片，有直插，贴片距离直插波峰焊焊接引脚的最小距离一般要多少间距？
有时候板子比较小，空间有限，想知道个最低的要求距离。

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wuguoyan 发表于 2021-11-9 16:37
一面上有贴片，有直插，贴片距离直插波峰焊焊接引脚的最小距离一般要多少间距？
有时候板子比较小，空间有 ...

最小贴片元件距离波峰焊焊接引脚距离是可以算出来的；  原理如下：

當傳統插件的焊腳太靠近載具的邊緣時，容易因為陰影效應(shadow effect)發生焊接不全(solder insufficiency)的問題。
載具必須要覆蓋住那些不需要使用錫爐焊接的零件。
載具破孔的邊緣牆壁厚度，建議至少保留0.05”(1.27mm)，以確實隔絕焊滲透進入哪些不需要使用錫爐焊接的零件。
載具破孔的邊緣距離需要錫爐焊接的零件，建議至少保留0.1”(2.54mm)，以減小可能的陰影效應(shadow effect)。



因为阴影效应：治具边缘离插件孔焊盘最少保留2.54mm(建议3mm以上)  ，治具边缘墙壁厚度最少 0.75mm, 才能有效隔绝锡水；治具边缘墙壁离贴片元件留0.2mm裕量；

则：  焊接面贴片元件 离 插件孔 引脚安全距离为： 2.54+0.75+0.2=3.49 mm；

3-3.5mm是极限距离了，再近就不满足做普通治具的条件了，当然，我们设计最好不要挑战生产极限，挑战生产极限，良率会降低，品质可靠性也不可控；

大师傅写的嘉立创治具制作说明中也有这个安全距离的说明：

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iamseer 发表于 2021-11-9 16:07
非常感谢解答，干货满满很赞。

另外一个疑问是，小PCB铣边的时候总是有披锋，位置还不可控。问过客服也说 ...

小pcb有披锋的问题 是因为锣样板时小pcb找不到内定位孔，如果起刀点位置刚好在受力不匀的区域（一般板子形状比较特殊会出现；正常方方正正的板子比较少出现），
锣到最后一刀压板力度不够，板子移位会造成小突起或披锋； 这块嘉立创一直在优化锣带程序，想办法解决这块问题；

如果小pcb披锋是突起，是会影响把板子放入治具，需要把这点凸起给磨掉；如果是小缺口，不影响板子放入治具；

硅胶治具的硅胶作用是把软板粘在治具上，1mm硅胶开始是整体压上去的；后面的开口是人工割开的，这个要求精度不高；