根本原因:FPC本身是柔性的,無法像剛性PCB一樣依靠自身強度在SMT產(chǎn)線的導軌上傳送、定位和承受高溫。直接上生產(chǎn)線會導致:
無法運輸:在傳送帶上會下垂、卷曲、卡板。
無法印刷:刷錫膏時,軟板會起伏,導致印刷厚度不均、偏移。
無法貼片:吸嘴吸取時板子變形,貼裝精度極差。
過爐災難:在回流焊高溫下嚴重變形,導致元件移位、立碑、開焊。
治具的作用:為柔軟的FPC提供一個剛性的“臨時骨架”,使其在整個SMT流程(印刷 → 貼片 → 回流焊 → 檢測)中,表現(xiàn)得像一塊標準的剛性PCB。
一、FPC專用SMT過爐治具的主要類型與結構
最常用的是“載板 + 覆蓋膜”的組合系統(tǒng)。
類型核心結構工作原理與特點磁性壓板式1. 載板:通常為鋁基合成石材質,上面有定位銷和內(nèi)置的磁性材料(如磁性條)。
2. 覆蓋板:一片高平整度的薄鋼板或合金板。將FPC放在載板上,蓋上覆蓋板,利用磁力將FPC平整地壓緊在載板上。優(yōu)勢:操作快捷,壓力均勻,散熱好。是目前的主流方案。真空吸附式1. 帶微孔的載板:載板上密布微型通氣孔。
2. 真空系統(tǒng):通過管道連接至真空發(fā)生器。將FPC放在載板上,啟動真空,通過負壓將FPC牢牢吸附平整。優(yōu)勢:對有不規(guī)則開孔或極薄的FPC固定效果,無壓痕。高溫膠帶粘貼式1. 光面載板:平整的合成石或鋁板。
2. 高溫膠帶使用耐高溫的硅膠膠帶或聚酰亞胺膠帶,手動將FPC四周粘貼固定在載板上。優(yōu)勢:成本。劣勢:效率低,有膠殘留風險,一致性差。多用于研發(fā)或極小批量。二、治具設計的關鍵要點(與剛性板治具截然不同)材料選擇:
載板材料:必須使用低熱膨脹系數(shù)、高導熱性、輕量化的材料。鋁基合成石是選擇(鋁板貼合合成石),它兼顧了金屬的導熱、強度和合成石的尺寸穩(wěn)定、防靜電。
覆蓋板材料:要求平整、輕薄、不變形。常用彈簧鋼片或進口合金鋼片,表面可能做特氟龍涂層便于脫模。
定位系統(tǒng):
精密定位孔:載板和覆蓋板都必須有高精度的定位孔,與SMT設備的軌道定位針匹配。
FPC定位:通常采用銷釘 + 軟板治具孔或邊角定位器的方式。必須考慮FPC在受熱時的微小伸縮,定位不能過緊(“硬定位”),需有微小浮動余量(“軟定位”)。
熱管理設計:
熱膨脹匹配:載板材料的熱膨脹系數(shù)應盡可能與FPC基材(如聚酰亞胺PI)匹配,防止加熱過程中因伸縮不同導致FPC起皺或拉伸。
開窗與避讓:對于FPC上需要局部加強散熱或減少散熱的區(qū)域,載板可能需要做鏤空或加厚處理。
表面處理與細節(jié):
平整度:載板與覆蓋板的接觸面平整度要求(通?!?.1mm),否則會導致FPC局部壓不緊或產(chǎn)生壓痕。
邊緣處理:所有邊緣需倒角,防止刮傷FPC或操作人員。
