在SMT(表面贴装技术)过炉治具(回流焊/波峰焊治具)中,材料的选择直接影响治具的耐温性、机械强度、使用寿命以及成本。以下是SMT过炉治具的常用材料及其特性对比:
一、常用材料分类及特性1.合成石(玻纤增强树脂)代表材料:FR4、G10、G11、环氧树脂板。
特性:
耐高温(260℃~300℃),适合回流焊和波峰焊。
绝缘性好,防静电,避免PCB短路风险。
重量轻,易于加工(CNC雕刻或激光切割)。
成本适中,是SMT治具的主流选择。
缺点:长期高温下可能轻微变形,寿命低于金属治具。
2.铝合金代表型号:6061、7075(航空铝)。
特性:
高强度、耐高温(可达500℃以上),适合高频次生产。
散热快,可减少PCB局部过热风险。
精度高(CNC加工公差±0.05mm),适合高密度板(HDI)。
缺点:
成本较高,重量大(影响自动化搬运效率)。
需表面氧化处理(防刮擦、绝缘)。
3.钛合金适用场景:超高温环境(如无铅焊接峰值温度>260℃)。
特性:
耐腐蚀、耐高温(>600℃),寿命极长。
重量轻于钢,但成本昂贵,仅用于特殊需求(如军工、航天PCB)。
4.工程塑料代表材料:PEEK(聚醚醚酮)、PI(聚酰亚胺)。
特性:
耐高温(PEEK可达250℃以上)、耐磨、防化学腐蚀。
绝缘性好,适合高频电路测试治具。
缺点:价格高(约为合成石的5~10倍),加工难度大。
5.硅胶/耐高温橡胶用途:局部保护(如覆盖金手指、连接器)。
特性:柔性缓冲,耐温200~250℃,但易老化需定期更换。
二、选材关键考量因素温度适应性
无铅回流焊峰值温度通常为240~260℃,材料需长期耐受此温度(如合成石、铝)。
波峰焊治具需额外耐锡液腐蚀(推荐金属或合成石)。
精度要求
高精度贴装(如0201元件)需刚性材料(如铝合金),避免热变形。
成本与寿命
小批量生产:合成石或3D打印塑料(快速低成本)。
大批量生产:金属治具(长期使用更经济)。
绝缘需求
测试治具需严格绝缘,避免使用金属(选合成石或PEEK)。
三、特殊场景材料应用柔性板(FPC)治具:
使用耐高温硅胶垫+铝合金框架,防止FPC翘曲。
高频PCB测试:
选用低介电常数材料(如PTFE)减少信号干扰。
自动化产线:
轻量化材料(碳纤维增强塑料)适合机械臂搬运。
四、行业趋势复合材料:如碳纤维+环氧树脂,兼顾轻量化和高强度。
3D打印治具:快速原型制作,适合小批量定制(材料多为耐高温树脂或尼龙)。
环保材料:无卤素合成石,符合RoHS要求。
五、建议选材方案场景推荐材料理由常规回流焊/波峰焊合成石(FR4/G10)性价比高,耐温达标高精度HDI板铝合金(6061)高刚性,热变形小高频/高速PCB测试PEEK或PTFE绝缘性好,低信号损耗超长寿命需求钛合金耐腐蚀,耐高温,寿命10万次+
选择合适的治具材料需平衡温度、成本、精度及生产需求,建议与治具供应商联合评估实际工况(如炉温曲线、PCB尺寸等)。