Youtube
Låt oss se hur det fungerar:
Whatt ärPresspassning?
Presspassning är en interferenspassning mellan två delar där den ena delen pressas under tryck in i ett något mindre hål i den andra.
Bokstavligen är det en slags interferenspassning.
Presspassningsteknik används i stor utsträckning, och anslutningen på PCB är en av dess typiska tillämpningar.
När vi beskriver på kinesiska använder vi vanligtvis olika termer som krympning, presspassning och krympning.Branschen används ofta för att direkt använda "Press fit" för att beskriva.Huvudfokus för denna artikel är också presspassningsapplikationen inom PCB-industrin (flera vanliga presspassningsstift).
Vilka är fördelarna med Press fit?
De huvudsakliga metoderna för att installera delar på PCB är svetsning och presspassning.Låt oss jämföra fördelarna och nackdelarna med dessa två anslutningsmetoder med några konventionella data.
| Lödning | Presspassning | |
| konsumtion | 30-40 kW | 4-6 kW |
| miljö | Svetsluft och bostad | Ingen bostad |
| kosta | Behöver PA, PPS | Inga problem med reserverad temperatur, använd billigare material som PBT, PET etc. |
| Utrustning | Stora investeringar och stor områdeskostnad | Låg investering och liten yta |
| Tillgängligt utrymme | 5-15 mm | 2 mm |
| Defektfrekvens | 0,05 passform | 0,005 passform |
Från jämförelsedata kan vi se att Presspassning är en bättre PCB-anslutningsmetod än svetsning vad gäller vissa prestandaindikatorer.Svetsning är naturligtvis inte värdelös, annars blir det inte så många svetspunkter på kretskortet.Till exempel har svetsning vanligtvis en större tolerans för stiftens dimensionstolerans, och svetsanslutningen är mer stabil, men Press Fit är bättre i många funktionsindikatorer.
Vanliga designmetoder för presspassning
Innan designmetoden introduceras är det nödvändigt att introducera två vanliga termer:
PTH: Pläterad genom hål
EON: Nålsögat
För närvarande är stiften som används på Press fit i grunden elastiska stift, även kända som kompatibla stift, som i allmänhet är större i diameter än PTH.Under monteringsprocessen kommer nåldelarna att deformeras, vilket resulterar i anslutningsytan med den stela PTH.Jämfört med den solida nålen kan den följsamma nålen tillåta en större PTH-tolerans.
Nålen med nål har gradvis blivit huvudströmmen på marknaden.Den är enkel i designen och kan användas med öppna patent.Även om det inte kräver för mycket konstruktionsansträngning, kan det också användas med färdiga konstruktionslösningar, som har egenskaperna låg insättningskraft och hög retentionskraft.
Figuren ovan visar flera vanliga stift-/terminalstrukturer.Det första är det vanligaste designschemat.Det grundläggande pinhole designschemat är enkelt i strukturen, men kräver hög symmetri och plats;Den andra är TE Companys patentprodukt.Baserat på pinhole-strukturen har den lite mer rotationsvinkel, som kan anpassas till olika hål.Den har dock högre krav på håldiameter, och den kommer att producera en viss rotationskraft på hålet;Det tredje är Winchester Electronics tidigare patent "C-PRESS", som kännetecknas av en C-form från tvärsnittet.Fördelarna är att presskraften är kontinuerlig, PTH-deformationen är liten och nackdelen är att PTH med liten öppning är svår att uppnå;Den sista är kontaktstiftet av H-typ från FCI Company.Fördelen är att den är lätt att styra vid crimpning, men nackdelen är att det är svårt att tillverka kontaktstiftet.
Vanliga material och tillverkningsprocess
Vanliga material i Pin inkluderar tennbrons (CuSn4, CuSn6), mässing (CuZn) och vit koppar (CuNiSi), bland vilka vit koppar har hög ledningsförmåga och användningstemperaturen kan överstiga 150 ℃;Beläggningen pläteras i allmänhet genom elektroplätering eller varmdoppning μm+1 μM av Ni+Sn, SnAg eller SnPb, etc. Som beskrivits ovan är strukturen hos Pin mångsidig, och det slutliga målet är att producera en Pin med liten presskraft och stor hållkraft under villkoren för enkel tillverkning och låg kostnad.
Det vanligaste materialet i PTH är glasfiber+epoxiharts+kopparfolie, med tjocklek >1,6, och beläggningen är vanligtvis tenn eller OSP.Strukturen för PTH är relativt enkel.Generellt sett är antalet PCB-lager större än 4. Bländaren för PTH är generellt sett strikt, och de specifika kraven beror på stiftets design.I allmänhet är tjockleken på kopparplätering cirka 30-55 μm.Tjockleken på tennavsättningen är i allmänhet>1 μm.
Analys av presspassning/utdragningsprocess
Med den vanligaste hålstrukturen som ett exempel, som visas i figuren nedan, finns det en typisk tryckkurvaförändring i hela processen att trycka in och dra ut, vilket också är relaterat till stiftets strukturella design.
Tryck pågår:
1. Stift sätts in i hålet och spetsen går in utan deformation
2. Stiftet börjar trycka in, EON börjar deformeras och den första vågtoppen visas i pressningsprocessen
3. Tappen fortsätter att trycka, EON har i princip ingen ytterligare deformation, och presskraften minskar något
4. Stiftet fortsätter att trycka ner, vilket orsakar ytterligare deformation och den andra vågtoppen
Visas i pressningsprocessen
Inom 100 sekunder efter att presspassningen är klar kommer retentionskraften att sjunka snabbt, med ett fall på cirka 20 %.Det kommer att finnas motsvarande skillnader beroende på olika stiftdesigner;24 timmar efter presspassningen är kallsvetsprocessen av stift och PTH i princip avslutad.
Detta orsakas av metallens fysikaliska egenskaper och det finns lite utrymme för förbättringar.Det kan verifieras om den slutliga retentionskraften uppfyller produktdesignkraven genom tryck ut krafttestet.
2. Vissa fellägen under stiftinsättning
Som visas i figuren nedan kan stiftet deformeras, krossas, krossas, spricker och böjs under införandet
Dessa är möjliga fellägen för kontaktstiftet under presspassningsprocessen.Eftersom kontaktstiftet måste sättas in i PTH, är det mycket troligt att det inte kan upptäckas visuellt efter pressning, och skadan på den mekaniska styrkan kanske inte upptäcks genom det elektriska prestandatestet
Dessa fellägen måste övervakas under presspassningsprocessen.PROMESS tillhandahåller kurvkorridor, fönster, maximalt och minimalt värde och andra övervakningsmetoder för att säkerställa att hela presspassningsprocessen för varje stift är kontrollerbar och pålitlig.Du kan se fallvisningen i videon igen.PROMESS tillhandahåller högprecisionslösningar för 100 % processkontroll för att säkerställa att alla produkter som lämnar fabriken är fria från defekta produkter. Processkontrollen kan också minska det industriella slöseriet av PCB-skivor i viss utsträckning och minska produktionskostnaden.
3. Kortslutning
På ytan av rent tenn kommer spänningen att främja tillväxten av tenn Whisker, vilket kommer att leda till kortslutning av kretsen på det tryckta kretskortet, vilket äventyrar modulens funktion.Designriktlinjerna för att minska tillväxten av tennhårhår inkluderar att minska införingskraften och minska tjockleken på tennytan.
Vanliga PTH-beläggningsmaterial inkluderar koppar, silver, tenn, etc
Hur löser man problemet med tennmorrhår?
Under pressning får presskraften inte vara för stor, vilket är styrningen av pressprocessen.Efter pressning kan provtagningsinspektion utföras och tennmorrhår ska observeras i 12 veckor
4. Öppen krets
Jeteffekt/drag ned:
Under processen att pressa in stiftet kan kretskortet skadas mekaniskt.Om friktionen är för stor kommer kretskortets yta att repas, friktionen ökar och slutligen kommer PTH att tryckas ut av fasen.Att minska trycket kan också undvika jeteffekten.
Whitening effekt/delaminera:
Under pressmontering kommer varje lagerstruktur på det tryckta kretskortet att klämmas ihop.Om den applicerade kraften är för stor eller PTH inte är stabil kan kretskortet delamineras.Efter en tid kommer fukt in i sprickorna på kretskortet, vilket resulterar i minskad isoleringsprestanda
Dessa två problem kan till viss del kontrolleras under presspassningsprocessen genom att styra presskraften.Efter att presspassningen är klar kan produkten även inspekteras med hjälp av kontaktresistanstest och metallografisk analys.Kontaktresistanstestet kan användas som ett rutinmässigt testobjekt, och den metallografiska analysen i sig är destruktiv för produkten, så regelbunden provtagningsinspektion kan utföras.
Vanliga testmetoder för produkttillförlitlighet
En av de vanligaste detektionsmetoderna är åldringstest och den andra är anslutningskarakteristiska test
Åldrande är att simulera tillståndet efter lång tids användning genom testutrustning.Vanliga åldringsmetoder inkluderar:
1. Varmspolning: - 40 ℃~60 ℃, kontinuerlig förändring i 30 minuter
2. Hög temperatur: 125 ℃, 250 timmar
3. Klimatsekvens: 16 timmar hög temperatur → 24 timmar varmt och fuktigt → 2 timmar låg temperatur →
4. Vibration
5. Gaskorrosion: 10 dagar, H2S, SO2
Testet är främst för att testa tryckkraften och den elektriska prestandan.
Vanliga metoder inkluderar:
1. Tryckkraft (hållkraft): ＞ 20N (enligt produktdesignkrav)
2. Kontaktresistans: ＜ 0,5 Ω (enligt produktdesignkrav)
Posttid: 2022-nov-10