在SMT(表面贴装技术)焊接过程中,载具(Carrier)和夹具(Fixture)的使用是为了解决多种工艺挑战,确保PCB组装的质量、效率和可靠性。以下是其核心作用及具体原因分析:
一、核心作用总结工具类型主要功能关键应用场景载具承载、运输PCB,防止变形/损坏回流焊、波峰焊、FPC生产夹具定位、局部保护或工艺辅助三防漆喷涂、测试、屏蔽焊接区域二、详细原因分析1. 防止PCB变形(尤其薄板或柔性板)问题:高温焊接时(回流焊峰值温度240~260℃),PCB易受热应力变形,导致焊点虚焊或元件偏移。
解决方案:
载具:用合成石或铝合金载具支撑整板,均匀散热,抑制变形(如FPC必须依赖载具过炉)。
夹具:局部压合易翘曲区域(如大尺寸BGA周边)。
2. 保护敏感元件问题:部分元件(连接器、塑料件)不耐高温,或已焊接的插件元件需避免二次受热。
解决方案:
夹具:加装耐高温遮挡片(如硅胶垫)屏蔽热风或锡波。
载具:设计凸台抬升PCB,使敏感元件远离高温区(如波峰焊中的电解电容)。
3. 确保焊接精度问题:高密度PCB(如手机主板)需严格对位,轻微偏移会导致桥连或虚焊。
解决方案:
夹具:通过定位销/边夹固定PCB,公差控制在±0.05mm内。
载具:精密开窗确保焊盘充分接触锡膏或锡波。
4. 适配特殊工艺需求三防漆喷涂:
夹具:遮盖金手指、插座等不需喷涂区域,避免污染。
选择性焊接:
夹具:仅暴露待焊接插针,其余部分隔离锡波。
测试与分板:
夹具:固定PCB便于飞针测试或激光切割。
5. 提升生产效率载具:兼容自动化产线,实现PCB快速传输(如链式载具适配回流焊轨道)。
夹具:标准化定位,减少人工调整时间(如拼板治具可一次过炉多块PCB)。
三、典型应用示例回流焊中的载具:
柔性电路板(FPC)需贴在载具上保持平整,否则高温收缩会导致元件移位。
波峰焊中的夹具:
双面板焊接时,夹具遮挡已焊好的SMT元件,防止掉落或二次熔锡。
三防漆治具:
仅露出需防护的电路区域,屏蔽插座和测试点。
四、未使用载具/夹具的风险良率下降:PCB变形导致虚焊、桥连(缺陷率可能上升30%以上)。
成本增加:元件损坏(如塑料连接器熔化)、返修工时浪费。
工艺限制:无法生产超薄板或高密度设计(如0.2mm间距BGA)。
五、选型建议载具优先考虑:
材料耐温性(合成石>铝合金>塑料)。
重量(避免过重影响传送速度)。
夹具优先考虑:
定位精度(销钉/边夹的机械公差)。
遮挡材料的化学兼容性(如耐三防漆腐蚀)。
通过合理使用载具和夹具,可显著提升SMT焊接的稳定性,尤其在复杂PCB或高混装生产线上不可或缺。