根本原因:FPC本身是柔性的,无法像刚性PCB一样依靠自身强度在SMT产线的导轨上传送、定位和承受高温。直接上生产线会导致:
无法运输:在传送带上会下垂、卷曲、卡板。
无法印刷:刷锡膏时,软板会起伏,导致印刷厚度不均、偏移。
无法贴片:吸嘴吸取时板子变形,贴装精度极差。
过炉灾难:在回流焊高温下严重变形,导致元件移位、立碑、开焊。
治具的作用:为柔软的FPC提供一个刚性的“临时骨架”,使其在整个SMT流程(印刷 → 贴片 → 回流焊 → 检测)中,表现得像一块标准的刚性PCB。
一、FPC专用SMT过炉治具的主要类型与结构
最常用的是“载板 + 覆盖膜”的组合系统。
类型核心结构工作原理与特点磁性压板式1. 载板:通常为铝基合成石材质,上面有定位销和内置的磁性材料(如磁性条)。
2. 覆盖板:一片高平整度的薄钢板或合金板。将FPC放在载板上,盖上覆盖板,利用磁力将FPC平整地压紧在载板上。优势:操作快捷,压力均匀,散热好。是目前的主流方案。真空吸附式1. 带微孔的载板:载板上密布微型通气孔。
2. 真空系统:通过管道连接至真空发生器。将FPC放在载板上,启动真空,通过负压将FPC牢牢吸附平整。优势:对有不规则开孔或极薄的FPC固定效果,无压痕。高温胶带粘贴式1. 光面载板:平整的合成石或铝板。
2. 高温胶带使用耐高温的硅胶胶带或聚酰亚胺胶带,手动将FPC四周粘贴固定在载板上。优势:成本。劣势:效率低,有胶残留风险,一致性差。多用于研发或极小批量。二、治具设计的关键要点(与刚性板治具截然不同)材料选择:
载板材料:必须使用低热膨胀系数、高导热性、轻量化的材料。铝基合成石是选择(铝板贴合合成石),它兼顾了金属的导热、强度和合成石的尺寸稳定、防静电。
覆盖板材料:要求平整、轻薄、不变形。常用弹簧钢片或进口合金钢片,表面可能做特氟龙涂层便于脱模。
定位系统:
精密定位孔:载板和覆盖板都必须有高精度的定位孔,与SMT设备的轨道定位针匹配。
FPC定位:通常采用销钉 + 软板治具孔或边角定位器的方式。必须考虑FPC在受热时的微小伸缩,定位不能过紧(“硬定位”),需有微小浮动余量(“软定位”)。
热管理设计:
热膨胀匹配:载板材料的热膨胀系数应尽可能与FPC基材(如聚酰亚胺PI)匹配,防止加热过程中因伸缩不同导致FPC起皱或拉伸。
开窗与避让:对于FPC上需要局部加强散热或减少散热的区域,载板可能需要做镂空或加厚处理。
表面处理与细节:
平整度:载板与覆盖板的接触面平整度要求极高(通常≤0.1mm),否则会导致FPC局部压不紧或产生压痕。
边缘处理:所有边缘需倒角,防止刮伤FPC或操作人员。