YouTube
Давайте посмотрим, как это работает:
Wшляпа этозапрессовка？
Прессовая посадка — это посадка с натягом между двумя деталями, при которой одна часть под давлением вдавливается в немного меньшее отверстие в другой.
Буквально, это своего рода натяг.
Технология прессовой посадки широко используется, и соединение на печатной плате является одним из ее типичных применений.
При описании на китайском языке мы обычно используем разные термины, такие как опрессовка, запрессовка и опрессовка.Промышленность часто используется для прямого описания «прессовой посадки».Основное внимание в этой статье уделяется также применению прессовой посадки в производстве печатных плат (несколько распространенных штифтов с прессовой посадкой).
В чем преимущества пресс-фитинга?
Основными способами установки деталей на печатную плату являются сварка и прессовая посадка.Сравним преимущества и недостатки этих двух способов подключения с некоторыми общепринятыми данными.
| Пайка | запрессовка | |
| потребление | 30-40 кВт | 4-6 кВт |
| среда | Сварочный воздух и резиденция | Нет места жительства |
| расходы | Нужен ПА, ППС | Нет проблем с зарезервированной температурой, используйте более дешевые материалы, такие как PBT, PET и т. д. |
| Оборудование | Большие инвестиции и большая стоимость площади | Низкие инвестиции и небольшая площадь |
| Доступное пространство | 5-15мм | 2 мм |
| Уровень брака | 0,05фит | 0,005фит |
Из сравнительных данных видно, что запрессовка является лучшим методом соединения печатных плат, чем сварка, по некоторым показателям производительности.Конечно, сварка не бесполезна, иначе на печатной плате не будет столько точек сварки.Например, сварка обычно имеет больший допуск на размерный допуск штифтов, а сварное соединение является более стабильным. Однако по многим показателям характеристик прессовая посадка лучше.
Общие методы проектирования с прессовой посадкой
Перед введением метода проектирования необходимо ввести два общеупотребительных термина:
PTH: с покрытием через отверстие
EON: Игольное ушко
В настоящее время штифты, используемые для прессовой посадки, в основном представляют собой эластичные штифты, также известные как податливые штифты, которые обычно имеют больший диаметр, чем PTH.В процессе сборки детали иглы будут деформироваться, в результате чего поверхность соединения с жесткой ПТН.По сравнению со сплошной иглой, эластичная игла допускает больший допуск ПТГ.
Игла с отверстием для булавки постепенно стала основной на рынке.Он прост по конструкции и может использоваться с открытыми патентами.Даже если это не требует слишком больших усилий при проектировании, его также можно использовать с готовыми дизайнерскими решениями, которые обладают характеристиками низкой силы вставки и высокой удерживающей силы.
На рисунке выше показано несколько распространенных конструкций выводов/клемм.Первая является наиболее распространенной схемой оформления.Базовая схема конструкции обскуры проста по структуре, но требует высокой симметрии и расположения;Второй — патентованный продукт компании TE.Основанный на структуре точечного отверстия, он имеет немного больший угол поворота, который может адаптироваться к различным отверстиям.Однако у него более высокие требования к диаметру отверстия, и он будет создавать определенное усилие вращения на отверстии;Третий — предыдущий патент Winchester Electronics «C-PRESS», который характеризуется С-образной формой поперечного сечения.Преимущества заключаются в том, что усилие прессования является непрерывным, деформация PTH мала, а недостатком является то, что PTH с малой апертурой трудно достичь;Последний - контактный штифт H-типа компании FCI.Преимущество в том, что его легко контролировать при опрессовке, а недостаток в сложности изготовления контактного штифта.
Общие материалы и производственный процесс
Обычные материалы Pin включают оловянную бронзу (CuSn4, CuSn6), латунь (CuZn) и белую медь (CuNiSi), среди которых белая медь имеет высокую проводимость, а температура использования может превышать 150 ℃;Покрытие обычно наносится гальванопокрытием или горячим погружением в мкм + 1 мкм Ni+Sn, SnAg или SnPb и т. д. Как описано выше, структура штыря разнообразна, и конечной целью является получение штифта с небольшим сила прессования и большая удерживающая сила в условиях простоты изготовления и низкой стоимости.
Обычно используемый материал PTH представляет собой стекловолокно + эпоксидная смола + медная фольга толщиной> 1,6, а покрытие обычно представляет собой олово или OSP.Структура ПТГ относительно проста.Вообще говоря, количество слоев печатной платы больше 4. Апертура PTH, как правило, строгая, и конкретные требования зависят от конструкции контакта.Как правило, толщина медного покрытия составляет около 30-55 мкм.Толщина осаждения олова обычно > 1 мкм。
Анализ процесса запрессовки/вытягивания
Взяв в качестве примера наиболее распространенную конструкцию точечного отверстия, как показано на рисунке ниже, можно увидеть типичное изменение кривой давления во всем процессе запрессовки и вытягивания, что также связано со структурной конструкцией штифта.
Нажмите в процессе:
1. Штифт вставляется в отверстие, и наконечник входит без деформации
2. Штифт начинает запрессовываться, EON начинает деформироваться, появляется первый волновой пик в процессе запрессовки
3. Штифт продолжает давить, EON практически не деформируется, а усилие нажатия немного уменьшается.
4. Штифт продолжает давить, вызывая дальнейшую деформацию, и пик второй волны
Появляется в процессе прессования
В течение 100 секунд после завершения запрессовки удерживающая сила быстро снизится примерно на 20%.Будут соответствующие различия в зависимости от конструкции контактов;Через 24 часа после запрессовки процесс холодной сварки штифтов и PTH в основном завершен.
Это вызвано физическими свойствами металла, и мало что можно улучшить.Можно проверить, соответствует ли конечная удерживающая сила требованиям к конструкции изделия, с помощью испытания на силу выталкивания.
2. Некоторые режимы отказа при вставке булавки
Как показано на рисунке ниже, штифт может деформироваться, раздавиться, раздавиться, сломаться и погнуться во время введения.
Это возможные виды отказа контактного штифта в процессе запрессовки.Поскольку контактный штифт необходимо вставить в РТН, весьма вероятно, что он не может быть обнаружен визуально после нажатия, а нарушение механической прочности может быть не обнаружено при проверке электрических характеристик.
Эти режимы отказов необходимо отслеживать в процессе запрессовки.PROMESS предоставляет коридор кривой, окно, максимальное и минимальное значение и другие методы контроля, чтобы гарантировать, что весь процесс запрессовки каждого штифта является контролируемым и надежным.Вы можете снова увидеть дисплей корпуса на видео.PROMESS предлагает высокоточные, 100% решения для управления технологическими процессами, чтобы гарантировать, что все продукты, покидающие завод, не содержат дефектных продуктов. Управление технологическим процессом также может в определенной степени сократить промышленные отходы печатных плат и снизить производственные затраты.
3. Короткое замыкание
На поверхности чистого олова напряжение будет способствовать росту оловянных усов, что приведет к короткому замыканию цепи на печатной плате, что поставит под угрозу работу модуля.Рекомендации по проектированию для уменьшения роста усов олова включают уменьшение усилия вставки и уменьшение толщины поверхности олова.
Общие материалы покрытия PTH включают медь, серебро, олово и т. Д.
Как решить проблему оловянных усов?
Во время прессования усилие прессования не должно быть слишком большим, что является контролем процесса прессования.После прессования можно провести выборочный контроль и наблюдать за оловянными усами в течение 12 недель.
4. Разомкнутая цепь
Струйный эффект/тянуть вниз:
В процессе запрессовки штифта возможно механическое повреждение печатной платы.Если трение слишком велико, поверхность печатной платы поцарапается, трение увеличится, и, наконец, PTH будет вытолкнут фазой.Снижение давления также может избежать струйного эффекта.
Отбеливающий эффект/расслоение:
При пресс-монтаже каждый слой печатной платы будет сжиматься.Если приложенная сила слишком велика или PTH нестабилен, печатная плата может расслаиваться.Через некоторое время в трещины печатной платы проникнет влага, что приведет к ухудшению характеристик изоляции.
Эти две проблемы можно в некоторой степени контролировать в процессе запрессовки, регулируя усилие прессования.После того, как запрессовка завершена, продукт также может быть проверен с помощью теста на контактное сопротивление и металлографического анализа.Испытание на контактное сопротивление можно использовать в качестве рутинной проверки, а металлографический анализ сам по себе разрушает продукт, поэтому можно проводить регулярный выборочный контроль.
Общие методы проверки надежности продукта
Одним из распространенных методов обнаружения является испытание на старение, а другим - испытание характеристик соединения.
Старение заключается в имитации состояния после длительного использования с помощью испытательного оборудования.Общие методы старения включают в себя:
1. Теплая промывка: - 40 ℃~60 ℃, непрерывная смена в течение 30 минут.
2. Высокая температура: 125 ℃, 250 часов
3. Климатическая последовательность: 16 часов высокой температуры → 24 часа жары и влажности → 2 часа низкой температуры →
4. Вибрация
5. Газовая коррозия: 10 дней, H2S, SO2
Испытание в основном предназначено для проверки толкающей силы и электрических характеристик.
Общие методы включают в себя:
1. Сила выталкивания (удерживающая сила): > 20 Н (в соответствии с требованиями к конструкции изделия).
2. Контактное сопротивление: < 0,5 Ом (в соответствии с требованиями к конструкции изделия)
Время публикации: 10 ноября 2022 г.