Youtube
Да видим как работи:
Wшапка еПритискане？
Пресовото сглобяване е интерференционно сглобяване между две части, при което едната част се притиска под натиск в малко по-малък отвор в другата.
Буквално, това е вид намеса.
Технологията за пресоване е широко използвана и свързването на печатни платки е едно от типичните й приложения.
Когато описваме на китайски, обикновено използваме различни термини като кримпване, пресоване и кримпване.Индустрията често се използва за директно използване на "Press fit" за описание.Основният фокус на тази статия е и приложението за пресоване в производството на печатни платки (няколко често срещани щифта за пресоване).
Какви са предимствата на Press fit?
Основните методи за инсталиране на части върху печатни платки са заваряване и пресоване.Нека сравним предимствата и недостатъците на тези два метода на свързване с някои конвенционални данни.
| Запояване | Притискане | |
| консумация | 30-40 kW | 4-6 kW |
| заобикаляща среда | Заваръчен въздух и пребиваване | Без жителство |
| цена | Нуждаете се от PA、PPS | Няма проблем със запазената температура, използвайте по-евтин материал като PBT, PET и др. |
| Оборудване | Голяма инвестиция и големи разходи за площ | Ниска инвестиция и малка площ |
| Свободно пространство | 5-15 мм | 2 мм |
| Степен на дефекти | 0,05 годни | 0,005 годни |
От сравнителните данни можем да видим, че Press fit е по-добър метод за свързване на печатни платки от заваряването по отношение на определени показатели за ефективност.Разбира се, заваряването не е безполезно, в противен случай няма да има толкова много заваръчни точки на печатната платка.Например, заваряването обикновено има по-голям толеранс за толеранса на размерите на щифтовете и заваръчната връзка е по-стабилна. Въпреки това, Press Fit е по-добър в много индикатори на характеристиките.
Общи методи за проектиране с прилягане
Преди въвеждането на метода на проектиране е необходимо да се въведат два често използвани термина:
PTH: Покрит през отвор
EON: Иглено ухо
Понастоящем щифтовете, използвани при пресоване, са основно еластични щифтове, известни също като съвместими щифтове, които обикновено са с по-голям диаметър от PTH.По време на процеса на сглобяване частите на иглата ще се деформират, което ще доведе до повърхността на свързване с твърдия PTH.В сравнение с твърдата игла, съвместимата игла може да позволи по-голям толеранс на PTH.
Иглата с дупки постепенно се превърна в мейнстрийм на пазара.Той е прост като дизайн и може да се използва с отворени патенти.Дори и да не изисква твърде много дизайнерски усилия, той може да се използва и с готови дизайнерски решения, които имат характеристиките на ниска сила на вкарване и висока сила на задържане.
Фигурата по-горе показва няколко общи структури на щифтове/терминали.Първата е най-често срещаната схема за проектиране.Основната схема за проектиране на дупки е проста по структура, но изисква висока симетрия и местоположение;Вторият е патентован продукт на TE Company.Въз основа на структурата на дупката, той има малко повече ъгъл на въртене, който може да се адаптира към различни дупки.Въпреки това, той има по-високи изисквания за диаметър на отвора и ще произведе определена сила на въртене върху отвора;Третият е предишният патент на Winchester Electronics "C-PRESS", който се характеризира със С-образна форма от напречното сечение.Предимствата са, че силата на натискане е непрекъсната, деформацията на PTH е малка, а недостатъкът е, че PTH с малък отвор е трудно постижим;Последният е H-тип контактен щифт на FCI Company.Предимството е, че е лесно да се контролира при кримпване, но недостатъкът е, че е трудно да се произвежда контактният щифт.
Общи материали и производствен процес
Обичайните материали за Pin включват калаен бронз (CuSn4, CuSn6), месинг (CuZn) и бяла мед (CuNiSi), сред които бялата мед има висока проводимост и температурата на използване може да надвишава 150 ℃;Покритието обикновено се покрива чрез галванопластика или горещо потапяне μ m+1 μM от Ni+Sn, SnAg или SnPb и др. Както е описано по-горе, структурата на Pin е разнообразна и крайната цел е да се произведе Pin с малки сила на натискане и голяма сила на задържане при условия на лесно производство и ниска цена.
Обикновено използваният материал на PTH е стъклено влакно + епоксидна смола + медно фолио, с дебелина> 1,6, а покритието обикновено е калай или OSP.Структурата на ПТХ е относително проста.Най-общо казано, броят на слоевете на печатни платки е по-голям от 4. Апертурата на PTH обикновено е строга и специфичните изисквания зависят от дизайна на Pin.Обикновено дебелината на медното покритие е около 30-55 μm.Дебелината на отлагането на калай обикновено е>1 μm.
Анализ на процеса на пресоване/изваждане
Като вземем за пример най-разпространената структура с дупка, както е показано на фигурата по-долу, има типична промяна на кривата на налягането в целия процес на натискане и издърпване, което също е свързано със структурния дизайн на щифта.
Натиснете в процес:
1. Щифтът се поставя в отвора и върхът влиза без деформация
2. Щифтът започва да се натиска, EON започва да се деформира и първият пик на вълната се появява в процеса на натискане
3. Щифтът продължава да натиска, EON по същество няма допълнителна деформация и силата на натискане леко намалява
4. Щифтът продължава да натиска надолу, причинявайки допълнителна деформация и пик на втората вълна
Появява се в процеса на пресоване
В рамките на 100 секунди след завършване на пресоването, силата на задържане ще спадне бързо, със спад от около 20%.Ще има съответните разлики според различните дизайни на щифтове;24 часа след пресоването, процесът на студено заваряване на Pin и PTH е основно завършен.
Това се дължи на физическите свойства на метала и има малко място за подобрение.Може да се провери дали крайната сила на задържане отговаря на изискванията за проектиране на продукта чрез теста за сила на избутване.
2. Някои режими на повреда по време на поставяне на ПИН
Както е показано на фигурата по-долу, щифтът може да бъде деформиран, смачкан, смачкан, счупен и огънат по време на поставяне
Това са възможните режими на повреда на контактния щифт по време на процеса на пресоване.Тъй като контактният щифт трябва да бъде поставен в PTH, е много вероятно той да не може да бъде открит визуално след натискане и увреждането на механичната якост може да не бъде открито чрез теста за електрическа ефективност
Тези режими на отказ трябва да се наблюдават по време на процеса на пресоване.PROMESS осигурява крив коридор, прозорец, максимална и минимална стойност и други методи за наблюдение, за да гарантира, че целият процес на пресоване на всеки щифт е контролируем и надежден.Можете отново да видите дисплея на кутията във видеото.PROMESS предоставя високопрецизни, 100% решения за контрол на процеса, за да гарантира, че всички продукти, напускащи фабриката, са без дефектни продукти. Контролът на процеса може също така да намали промишлените отпадъци от печатни платки до известна степен и да намали производствените разходи.
3. Късо съединение
На повърхността на чист калай напрежението ще насърчи растежа на калаения мустак, което ще доведе до късо съединение на веригата на печатната платка, като по този начин ще застраши функцията на модула.Насоките за проектиране за намаляване на растежа на калаените мустаци включват намаляване на силата на вкарване и намаляване на дебелината на калаената повърхност.
Общите материали за PTH покритие включват мед, сребро, калай и др
Как да решим проблема с ламаринените мустаци?
По време на пресоването силата на натискане не трябва да бъде твърде голяма, което е контролът на процеса на пресоване.След пресоването може да се извърши инспекция за вземане на проби и калаените мустаци се наблюдават в продължение на 12 седмици
4. Отворена верига
Jet ефект/издърпване:
По време на процеса на натискане на Pin, печатната платка може да бъде механично повредена.Ако триенето е твърде голямо, повърхността на печатната платка ще бъде надраскана, триенето ще се увеличи и накрая PTH ще бъде изтласкан от фазата.Намаляването на налягането също може да избегне ефекта на струята.
Избелващ ефект/разслояване:
По време на пресовия монтаж всяка структура на слоя на печатната платка ще бъде притисната.Ако приложената сила е твърде голяма или PTH не е стабилен, печатната платка може да се разслои.След определен период от време влагата ще навлезе в пукнатините на печатната платка, което ще доведе до намалена производителност на изолация
Тези два проблема могат да бъдат контролирани до известна степен по време на процеса на пресоване чрез контролиране на силата на пресоване.След завършване на пресоването продуктът може да бъде инспектиран чрез тест за контактна устойчивост и металографски анализ.Тестът за устойчивост на контакт може да се използва като рутинен тестов елемент, а самият металографски анализ е разрушителен за продукта, така че може да се извършва редовна инспекция за вземане на проби.
Общи методи за изпитване на надеждността на продукта
Един от често срещаните методи за откриване е тест за стареене, а другият е тест за характеристика на връзката
Стареенето е да се симулира състоянието след дълго време на употреба чрез тестово оборудване.Обичайните методи за стареене включват:
1. Топло промиване: - 40 ℃ ~ 60 ℃, непрекъсната смяна за 30 минути
2. Висока температура: 125 ℃, 250 часа
3. Климатична последователност: 16 часа висока температура → 24 часа горещо и влажно → 2 часа ниска температура →
4. Вибрация
5. Газова корозия: 10 дни, H2S, SO2
Тестът е основно за тестване на силата на натискане и електрическите характеристики.
Обичайните методи включват:
1. Избутваща сила (задържаща сила): > 20N (според изискванията за дизайн на продукта)
2. Контактно съпротивление: ＜ 0,5 Ω (според изискванията за дизайн на продукта)
Време на публикуване: 10 ноември 2022 г