下图清晰地展示了显卡SMT制造中各关键治具如何应用于不同工序:
图表
代码
下载
通孔元件
无通孔元件
全板支撑
承载与防变形
遮蔽与承载
探测高密度测试点
模拟真实工作环境
锡膏印刷
元件贴装
回流焊接
混合工艺分支
波峰焊/选择性焊接
在线测试(ICT)
功能测试(FCT)
散热器安装
印刷治具
回流焊治具
(合成石载具)
波峰焊治具
ICT测试治具
FCT测试治具
(带负载与散热)
下面我们来详细了解这些关键治具的具体功能与设计特点:
1. 回流焊治具 / 回流焊载具
这是显卡SMT中最重要的治具,其重要性甚至超过主板。
功能:承载显卡PCB通过回流焊炉,防止其在高温下因自身重量和热应力而弯曲变形。这种变形对于巨大的GPU芯片是致命的,会导致桥连、虚焊或焊点开裂。
设计特点:
材料:使用合成石。因为它耐高温、隔热且尺寸稳定。
全板支撑:载具设计有密集的支撑块,均匀地顶住PCB的整个背面,特别是GPU和显存区域的下方,提供最强的支撑力。
避让:必须为PCB背面已有的SMT元件(如贴片电容)和测试点开凿的避让孔,既不能压到元件,又要保证支撑面积。
2. 波峰焊治具 / 选择性焊接掩模功能:由于显卡上有PCIe金手指、显示接口等不能上锡的区域,以及一些不耐高温的塑料接口,在通过波峰焊或选择性焊接设备时,需要使用治具来遮蔽保护这些区域。
设计特点:
掩模设计:治具上会有专门的盖板或挡块,地覆盖在需要保护的部位上。
材料:同样需要耐高温,常用合成石或铝合金。
3. 测试治具ICT测试治具:
功能:检测所有焊接点的电气连接是否正确。由于GPU底部焊点无法直接探测,ICT主要通过测试与之相连的外围电路和去耦电容来间接判断。
挑战:显卡PCB密度高,测试点布局紧张,对探针的精度和密度要求极高。
FCT功能测试治具:
集成负载:治具上集成了PCIe插槽、辅助供电接口(6/8-pin)、显示接口连接器。
散热系统:FCT测试时必须安装散热器!否则GPU会在几秒内过热损坏。因此治具通常集成一套水冷或强风冷系统,用于在测试过程中为GPU散热。
自动化:配合自动化机械臂,实现显卡的自动安装、锁紧散热器、测试和拆卸。
功能:这是显卡生产的“考验”。治具模拟一台PC,为显卡提供电源、PCIe信号,并连接显示器或负载,运行固件和测试程序,测试其图形处理能力、显存完整性、时钟、功耗和所有输出接口。
设计特点:
4. 散热器安装治具功能:确保巨大的散热器和风扇模组能够被准确、平稳地安装在GPU核心上,并且四周的螺丝能够被均匀、顺序地锁紧,避免因受力不均压碎GPU芯片。
设计特点:提供的定位,引导螺丝刀或自动锁螺丝机工作。