在SMT(表面貼裝技術(shù))過爐治具(回流焊/波峰焊治具)中,材料的選擇直接影響治具的耐溫性、機(jī)械強(qiáng)度、使用壽命以及成本。以下是SMT過爐治具的常用材料及其特性對(duì)比:
一、常用材料分類及特性1.合成石(玻纖增強(qiáng)樹脂)代表材料:FR4、G10、G11、環(huán)氧樹脂板。
特性:
耐高溫(260℃~300℃),適合回流焊和波峰焊。
絕緣性好,防靜電,避免PCB短路風(fēng)險(xiǎn)。
重量輕,易于加工(CNC雕刻或激光切割)。
成本適中,是SMT治具的主流選擇。
缺點(diǎn):長期高溫下可能輕微變形,壽命低于金屬治具。
2.鋁合金代表型號(hào):6061、7075(航空鋁)。
特性:
高強(qiáng)度、耐高溫(可達(dá)500℃以上),適合高頻次生產(chǎn)。
散熱快,可減少PCB局部過熱風(fēng)險(xiǎn)。
精度高(CNC加工公差±0.05mm),適合高密度板(HDI)。
缺點(diǎn):
成本較高,重量大(影響自動(dòng)化搬運(yùn)效率)。
需表面氧化處理(防刮擦、絕緣)。
3.鈦合金適用場景:超高溫環(huán)境(如無鉛焊接峰值溫度>260℃)。
特性:
耐腐蝕、耐高溫(>600℃),壽命極長。
重量輕于鋼,但成本昂貴,僅用于特殊需求(如軍工、航天PCB)。
4.工程塑料代表材料:PEEK(聚醚醚酮)、PI(聚酰亞胺)。
特性:
耐高溫(PEEK可達(dá)250℃以上)、耐磨、防化學(xué)腐蝕。
絕緣性好,適合高頻電路測試治具。
缺點(diǎn):價(jià)格高(約為合成石的5~10倍),加工難度大。
5.硅膠/耐高溫橡膠用途:局部保護(hù)(如覆蓋金手指、連接器)。
特性:柔性緩沖,耐溫200~250℃,但易老化需定期更換。
二、選材關(guān)鍵考量因素溫度適應(yīng)性
無鉛回流焊峰值溫度通常為240~260℃,材料需長期耐受此溫度(如合成石、鋁)。
波峰焊治具需額外耐錫液腐蝕(推薦金屬或合成石)。
精度要求
高精度貼裝(如0201元件)需剛性材料(如鋁合金),避免熱變形。
成本與壽命
小批量生產(chǎn):合成石或3D打印塑料(快速低成本)。
大批量生產(chǎn):金屬治具(長期使用更經(jīng)濟(jì))。
絕緣需求
測試治具需嚴(yán)格絕緣,避免使用金屬(選合成石或PEEK)。
三、特殊場景材料應(yīng)用柔性板(FPC)治具:
使用耐高溫硅膠墊+鋁合金框架,防止FPC翹曲。
高頻PCB測試:
選用低介電常數(shù)材料(如PTFE)減少信號(hào)干擾。
自動(dòng)化產(chǎn)線:
輕量化材料(碳纖維增強(qiáng)塑料)適合機(jī)械臂搬運(yùn)。
四、行業(yè)趨勢復(fù)合材料:如碳纖維+環(huán)氧樹脂,兼顧輕量化和高強(qiáng)度。
3D打印治具:快速原型制作,適合小批量定制(材料多為耐高溫樹脂或尼龍)。
環(huán)保材料:無鹵素合成石,符合RoHS要求。
五、建議選材方案場景推薦材料理由常規(guī)回流焊/波峰焊合成石(FR4/G10)性價(jià)比高,耐溫達(dá)標(biāo)高精度HDI板鋁合金(6061)高剛性,熱變形小高頻/高速PCB測試PEEK或PTFE絕緣性好,低信號(hào)損耗超長壽命需求鈦合金耐腐蝕,耐高溫,壽命10萬次+
選擇合適的治具材料需平衡溫度、成本、精度及生產(chǎn)需求,建議與治具供應(yīng)商聯(lián)合評(píng)估實(shí)際工況(如爐溫曲線、PCB尺寸等)。