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Vediamo come funziona:
Wcappello èPress-fit？
Il press-fit è un accoppiamento con interferenza tra due parti in cui una parte viene forzata sotto pressione in un foro leggermente più piccolo nell'altra.
Letteralmente, è una sorta di adattamento per interferenza.
La tecnologia press fit è ampiamente utilizzata e la connessione su PCB è una delle sue tipiche applicazioni.
Quando descriviamo in cinese, di solito usiamo termini diversi come aggraffatura, montaggio a pressione e aggraffatura.L'industria è spesso abituata a utilizzare direttamente "Press fit" per descrivere.L'obiettivo principale di questo articolo è anche l'applicazione press fit nell'industria dei PCB (diversi perni press fit comuni).
Quali sono i vantaggi del Pressfit?
I metodi principali per l'installazione di parti su PCB sono la saldatura e l'accoppiamento a pressione.Confrontiamo i vantaggi e gli svantaggi di questi due metodi di connessione con alcuni dati convenzionali.
| Saldatura | Press-fit | |
| consumo | 30-40 kW | 4-6 kW |
| ambiente | Aria di saldatura e residenza | Nessuna residenza |
| costo | Hai bisogno di PA、PPS | Nessun problema di temperatura riservata, utilizzare materiale a basso costo come PBT、PET ecc. |
| Attrezzatura | Grande investimento e grande costo dell'area | Basso investimento e area di piccole dimensioni |
| Spazio disponibile | 5-15 mm | 2mm |
| Tasso di difetti | 0.05 fit | 0.005 fit |
Dai dati di confronto, possiamo vedere che Press fit è un metodo di connessione PCB migliore rispetto alla saldatura in termini di determinati indicatori di prestazione.Certo, la saldatura non è inutile, altrimenti non ci saranno così tanti punti di saldatura sul PCB.Ad esempio, la saldatura di solito ha una maggiore tolleranza per la tolleranza dimensionale dei perni e la connessione di saldatura è più stabile, tuttavia, Press Fit è migliore in molti indicatori di funzionalità.
Metodi comuni di progettazione Press fit
Prima di introdurre il metodo di progettazione, è necessario introdurre due termini di uso comune:
PTH: foro passante placcato
EON: cruna dell'ago
Attualmente, i perni utilizzati su Press fit sono fondamentalmente perni elastici, noti anche come perni complianti, che hanno generalmente un diametro maggiore rispetto al PTH.Durante il processo di assemblaggio, le parti dell'ago saranno deformate, determinando la superficie di connessione con il PTH rigido.Rispetto all'ago pieno, l'ago cedevole può consentire una maggiore tolleranza PTH.
L'ago a foro stenopeico è diventato gradualmente il mainstream nel mercato.È semplice nel design e può essere utilizzato con brevetti aperti.Anche se non richiede uno sforzo progettuale eccessivo, può essere utilizzato anche con soluzioni progettuali già pronte, che presentano le caratteristiche di bassa forza di inserimento ed elevata forza di ritenzione.
La figura sopra mostra diverse strutture pin/terminali comuni.Il primo è lo schema di progettazione più comune.Lo schema di progettazione di base del foro stenopeico è semplice nella struttura, ma richiede un'elevata simmetria e posizione;Il secondo è il prodotto brevettato di TE Company.Basato sulla struttura a foro stenopeico, ha un angolo di rotazione leggermente maggiore, che può adattarsi a diversi fori.Tuttavia, ha requisiti più elevati per il diametro del foro e produrrà una certa forza di rotazione sul foro;Il terzo è il precedente brevetto di Winchester Electronics "C-PRESS", caratterizzato da una forma a C dalla sezione trasversale.I vantaggi sono che la forza di pressione è continua, la deformazione del PTH è piccola e lo svantaggio è che il PTH con una piccola apertura è difficile da ottenere;L'ultimo è il pin di contatto di tipo H della società FCI.Il vantaggio è che è facile da controllare durante la crimpatura, ma lo svantaggio è che è difficile fabbricare il perno di contatto.
Materiali comuni e processo di produzione
I materiali comuni di Pin includono bronzo allo stagno (CuSn4, CuSn6), ottone (CuZn) e rame bianco (CuNiSi), tra cui il rame bianco ha un'elevata conduttività e la temperatura di utilizzo può superare i 150 ℃;Il rivestimento è generalmente placcato mediante elettrodeposizione o placcatura per immersione a caldo μ m+1 μ M di Ni+Sn, SnAg o SnPb, ecc. Come descritto sopra, la struttura del Pin è diversa e l'obiettivo finale è produrre un Pin con piccolo forza di pressione e grande forza di tenuta nelle condizioni di facile produzione e basso costo.
Il materiale comunemente usato di PTH è fibra di vetro + resina epossidica + foglio di rame, con spessore> 1,6, e il rivestimento è generalmente stagno o OSP.La struttura del PTH è relativamente semplice.In generale, il numero di strati PCB è maggiore di 4. L'apertura del PTH è generalmente rigorosa e i requisiti specifici dipendono dal design del Pin.Generalmente, lo spessore della placcatura in rame è di circa 30-55 μ m.Lo spessore della deposizione di stagno è generalmente> 1 μ m.
Analisi del processo press fit/pull out
Prendendo come esempio la struttura più comune del foro stenopeico, come mostrato nella figura sottostante, c'è un tipico cambiamento della curva di pressione nell'intero processo di pressatura ed estrazione, che è anche correlato al design strutturale del perno.
Premere in corso:
1. Il perno viene inserito nel foro e la punta entra senza deformazioni
2. Il perno inizia a premere, EON inizia a deformarsi e il primo picco d'onda appare durante il processo di pressatura
3. Il perno continua a premere, EON praticamente non ha ulteriori deformazioni e la forza di pressione diminuisce leggermente
4. Il perno continua a premere verso il basso, provocando un'ulteriore deformazione e il picco della seconda onda
Appare nel processo di pressatura
Entro 100 secondi dal completamento del pressfitting, la forza di ritenzione diminuirà rapidamente, con un calo di circa il 20%.Ci saranno differenze corrispondenti in base ai diversi design dei pin;Dopo 24 ore dal pressfitting, il processo di saldatura a freddo di Pin e PTH è sostanzialmente completato.
Ciò è causato dalle proprietà fisiche del metallo e c'è poco spazio per miglioramenti.È possibile verificare se la forza di ritenzione finale soddisfa i requisiti di progettazione del prodotto attraverso il test della forza di spinta.
2. Alcune modalità di errore durante l'inserimento del Pin
Come mostrato nella figura sottostante, il perno può essere deformato, schiacciato, schiacciato, fratturato e piegato durante l'inserimento
Queste sono le possibili modalità di guasto del perno di contatto durante il processo di pressfitting.Poiché il pin di contatto deve essere inserito nel PTH, è molto probabile che non possa essere rilevato visivamente dopo la pressione e il danno della resistenza meccanica potrebbe non essere rilevato attraverso il test delle prestazioni elettriche
Queste modalità di guasto devono essere monitorate durante il processo di pressfitting.PROMESS fornisce il corridoio della curva, la finestra, il valore massimo e minimo e altri metodi di monitoraggio per garantire che l'intero processo di pressfitting di ciascun perno sia controllabile e affidabile.Puoi vedere di nuovo il display della custodia nel video.PROMESS fornisce soluzioni di controllo del processo al 100% ad alta precisione per garantire che tutti i prodotti che escono dalla fabbrica siano privi di prodotti difettosi. Il controllo del processo può anche ridurre in una certa misura lo spreco industriale della scheda PCB e ridurre i costi di produzione.
3. Cortocircuito
Sulla superficie di stagno puro, lo stress favorirà la crescita di stagno Whisker, che porterà al cortocircuito del circuito sul circuito stampato, compromettendo così il funzionamento del modulo.Le linee guida di progettazione per ridurre la crescita dei baffi di stagno includono la riduzione della forza di inserimento e la riduzione dello spessore della superficie dello stagno.
I comuni materiali di rivestimento PTH includono rame, argento, stagno, ecc
Come risolvere il problema dei baffi di latta?
Durante la pressatura, la forza di pressatura non deve essere troppo grande, che è il controllo del processo di pressatura.Dopo la pressatura, è possibile eseguire un'ispezione a campione e osservare i baffi di stagno per 12 settimane
4. Circuito aperto
Effetto getto/abbassamento:
Durante il processo di pressatura del Pin, il circuito stampato potrebbe subire danni meccanici.Se l'attrito è troppo grande, la superficie del circuito verrà graffiata, l'attrito aumenterà e infine il PTH verrà espulso dalla fase.Ridurre la pressione può anche evitare l'effetto del getto.
Effetto sbiancante/delaminato:
Durante il montaggio della pressa, ogni struttura a strati del circuito stampato verrà schiacciata.Se la forza applicata è troppo grande o il PTH non è stabile, il circuito stampato potrebbe essere delaminato.Dopo un certo periodo di tempo, l'umidità penetrerà nelle fessure del circuito stampato, con conseguente riduzione delle prestazioni di isolamento
Questi due problemi possono essere controllati in una certa misura durante il processo di pressfitting controllando la forza di pressatura.Una volta completato il pressfitting, il prodotto può anche essere ispezionato mediante test di resistenza al contatto e analisi metallografiche.Il test della resistenza di contatto può essere utilizzato come elemento di prova di routine e l'analisi metallografica stessa è distruttiva per il prodotto, pertanto è possibile eseguire un'ispezione a campione regolare.
Metodi comuni per testare l'affidabilità del prodotto
Uno dei metodi di rilevamento comuni è il test di invecchiamento e l'altro è il test delle caratteristiche di connessione
L'invecchiamento consiste nel simulare lo stato dopo un lungo periodo di utilizzo attraverso apparecchiature di prova.I metodi di invecchiamento comuni includono:
1. Risciacquo a caldo: - 40 ℃~60 ℃, cambio continuo per 30 minuti
2. Alta temperatura: 125 ℃, 250 ore
3. Sequenza climatica: 16 ore di alta temperatura → 24 ore di caldo umido → 2 ore di bassa temperatura →
4. Vibrazione
5. Corrosione da gas: 10 giorni, H2S, SO2
Il test serve principalmente a testare la forza di spinta e le prestazioni elettriche.
I metodi comuni includono:
1. Forza di spinta (forza di tenuta): ＞ 20N (secondo i requisiti di progettazione del prodotto)
2. Resistenza di contatto: ＜ 0,5 Ω (in base ai requisiti di progettazione del prodotto)
Tempo di pubblicazione: 10-nov-2022