制作用于柔性電路板(FPC)測試、焊接或定位的專用磁性治具,需要一套特定的工具和材料。其核心原理是利用磁力吸附代替傳統的機械螺絲固定,從而實現快速裝夾、提高生產效率,并避免對FPC造成物理損傷。
以下是詳細的工具和材料清單,并附有制作流程簡介。
一、 核心材料
這些是構成磁性治具本體的主要部分。
治具基板材料:
鋁合金(推薦): 最常用的材料,6061鋁合金。原因在于其無磁性、強度高、重量輕、易于機械加工(CNC銑削)、且價格相對適中。
電木板/玻纖板: 成本較低,也可用于一些要求不高的場合,但耐用性和精度不如鋁合金。
合成石: 耐高溫性能,主要用于回流焊治具,但加工難度比鋁合金稍高。
磁性材料:
釹鐵硼強磁鐵(NdFeB):這是磁性治具的核心。需要選擇耐高溫型號(如N38SH、N42SH等),以防止在焊接過程中因高溫而退磁。通常加工成小圓柱(Φ6、Φ8、Φ10等)或方塊,嵌入基板中。
磁性鋼片(Magnetic Steel Sheet): 另一種方案,不是使用離散的磁鐵,而是使用一整片具有導磁性的軟磁材料(如低碳鋼),再與永磁體配合使用,形成均勻的磁力線。
定位系統材料:
定位PIN(定位銷): 用于定位FPC和鋼片。通常使用不銹鋼材料防止生銹,硬度要高以保證耐磨。形狀有錐形、圓柱形等。
銷套(Bushing): 壓入治具基板孔內,為定位PIN提供耐磨的配合面,延長治具壽命。
壓合系統材料:
壓框(壓臂): 通常由鋁合金或不銹鋼制成,用于壓住FPC的非焊接區域。
硅膠條/硅膠管: 附著在壓框下方,利用其彈性提供均勻且柔和的壓力,避免壓傷FPC表面的線路和覆蓋膜。
磁鐵吸附點: 在壓框上對應治具基板磁鐵的位置,也會嵌入導磁鋼片或小型磁鐵,用于與基板磁鐵相互吸合。
輔助材料:
高溫膠帶: 如聚酰亞胺膠帶(Kapton Tape),用于覆蓋治具表面,防止助焊劑、錫渣污染治具,也起到一定的隔熱作用。
阻焊塞/擋錫膠: 用于填充治具上不需要焊接的通孔,防止焊錫流入。
導熱泥: 對于需要散熱的元件區域,有時會使用導熱泥來幫助散熱。
二、 所需工具和設備
制作過程需要專業的機械加工和檢測工具。
設計階段:
計算機(CAD/CAM軟件): 使用如AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等軟件進行治具的3D結構設計。
Gerber Viewer軟件: 用于查看和分析客戶的FPC Gerber文件,這是設計治具定位點的依據。
加工階段:
CNC數控銑床/加工中心:核心加工設備。用于對治具基板進行高精度的銑削、鉆孔、開槽等加工。
精雕機: 對于一些更精細的結構或小型治具,可能使用精雕機。
鉆床/臺鉆: 用于輔助鉆孔。
攻絲機: 如需在治具上加工螺紋孔,需要使用攻絲機或CNC自帶攻絲功能。
檢測與組裝階段:
三次元測量儀(CMM)或2D影像測量儀: 用于測量加工后的治具孔徑、孔位、槽深等尺寸,確保與設計圖紙一致。
高度規、卡尺、千分尺: 常規測量工具。
手工工具: 螺絲刀、扳手、膠錘(用于安裝銷套和定位PIN)等。
超聲波清洗機: 用于加工完成后清洗治具,去除油污和鋁屑。
