Youtube
La oss se hvordan det fungerer:
Whatten erPress-fit?
Press-fit er en interferenspasning mellom to deler der den ene delen presses under trykk inn i et litt mindre hull i den andre.
Bokstavelig talt er det en slags interferenspasning.
Press fit-teknologi er mye brukt, og koblingen på PCB er en av dens typiske bruksområder.
Når vi beskriver på kinesisk, bruker vi vanligvis forskjellige begreper som krymping, presspasning og krymping.Bransjen brukes ofte til direkte å bruke "Press fit" for å beskrive.Hovedfokuset i denne artikkelen er også presspasningsapplikasjonen i PCB-industrien (flere vanlige presspasningsstifter).
Hva er fordelene med Press fit?
Hovedmetodene for å installere deler på PCB er sveising og presspasning.La oss sammenligne fordelene og ulempene ved disse to tilkoblingsmetodene med noen konvensjonelle data.
| Lodding | Press-fit | |
| forbruk | 30-40 kW | 4-6 kW |
| miljø | Sveiseluft og bolig | Ingen bolig |
| koste | Trenger PA, PPS | Ikke noe problem med reservert temperatur, bruk rimeligere materialer som PBT, PET etc. |
| Utstyr | Stor investering og stor områdekostnad | Lav investering og lite område |
| Ledig plass | 5-15 mm | 2 mm |
| Defektrate | 0,05 fit | 0,005 passform |
Fra sammenligningsdataene kan vi se at Press fit er en bedre PCB-tilkoblingsmetode enn sveising når det gjelder visse ytelsesindikatorer.Sveising er selvfølgelig ikke ubrukelig, ellers blir det ikke så mange sveisepunkter på kretskortet.For eksempel har sveising vanligvis en større toleranse for dimensjonstoleransen til pinner, og sveiseforbindelsen er mer stabil, men Press Fit er bedre i mange funksjonsindikatorer.
Vanlige designmetoder for trykkpasning
Før du introduserer designmetoden, er det nødvendig å introdusere to ofte brukte termer:
PTH: Belagt gjennom hull
EON: Nåløyet
For øyeblikket er pinnene som brukes på Press fit i utgangspunktet elastiske pinner, også kjent som kompatible pinner, som generelt er større i diameter enn PTH.Under monteringsprosessen vil nåledelene bli deformert, noe som resulterer i forbindelsesflaten med den stive PTH.Sammenlignet med den solide nålen, kan den kompatible nålen tillate en større PTH-toleranse.
Nålehullsnålen har gradvis blitt mainstream på markedet.Den er enkel i design og kan brukes med åpne patenter.Selv om det ikke krever for mye designinnsats, kan det også brukes med ferdige designløsninger, som har egenskapene til lav innstikkskraft og høy retensjonskraft.
Figuren over viser flere vanlige pin-/terminalstrukturer.Den første er den vanligste designordningen.Det grunnleggende pinhole designskjemaet er enkelt i struktur, men krever høy symmetri og plassering;Det andre er patentproduktet til TE Company.Basert på pinhole-strukturen har den litt mer rotasjonsvinkel, som kan tilpasse seg forskjellige hull.Den har imidlertid høyere krav til hulldiameter, og den vil produsere en viss rotasjonskraft på hullet;Det tredje er Winchester Electronics sitt tidligere patent "C-PRESS", som er preget av en C-form fra tverrsnittet.Fordelene er at presskraften er kontinuerlig, PTH-deformasjonen er liten, og ulempen er at PTH med liten blenderåpning er vanskelig å oppnå;Den siste er H-type kontaktpinnen til FCI Company.Fordelen er at den er lett å kontrollere ved krymping, men ulempen er at det er vanskelig å produsere kontaktpinnen.
Vanlige materialer og produksjonsprosess
Vanlige materialer i Pin inkluderer tinnbronse (CuSn4, CuSn6), messing (CuZn) og hvitt kobber (CuNiSi), blant annet hvitt kobber har høy ledningsevne, og brukstemperaturen kan overstige 150 ℃;Belegget er vanligvis belagt ved elektroplettering eller varmdip-plettering μ m+1 μ M av Ni+Sn, SnAg eller SnPb, etc. Som beskrevet ovenfor er strukturen til Pin mangfoldig, og det endelige målet er å produsere en Pin med liten pressekraft og stor holdekraft under forholdene for enkel produksjon og lave kostnader.
Det ofte brukte materialet til PTH er glassfiber+epoksyharpiks+kobberfolie, med tykkelse>1,6, og belegget er vanligvis tinn eller OSP.Strukturen til PTH er relativt enkel.Generelt sett er antallet PCB-lag større enn 4. Blenderåpningen til PTH er generelt streng, og de spesifikke kravene avhenger av utformingen av Pin.Generelt er tykkelsen på kobberbelegget omtrent 30-55 μm.Tykkelsen på tinnavsetningen er generelt >1 μm.
Analyse av press fit/pull out prosess
Med den vanligste hullstrukturen som et eksempel, som vist i figuren under, er det en typisk trykkkurveendring i hele prosessen med å trykke inn og trekke ut, som også er relatert til den strukturelle utformingen av stiften.
Trykk i gang:
1. Pinnen settes inn i hullet, og spissen går inn uten deformasjon
2. Pinnen begynner å trykke inn, EON begynner å deformeres, og den første bølgetoppen vises i presseprosessen
3. Pinnen fortsetter å trykke, EON har i utgangspunktet ingen ytterligere deformasjon, og pressekraften avtar litt
4. Pinnen fortsetter å trykke ned, noe som forårsaker ytterligere deformasjon og den andre bølgetoppen
Vises i presseprosessen
Innen 100 sekunder etter at presspasningen er fullført, vil retensjonskraften falle raskt, med et fall på ca. 20 %.Det vil være tilsvarende forskjeller i henhold til ulike pinnedesign;24 timer etter presspasningen er kaldsveiseprosessen av Pin og PTH i hovedsak fullført.
Dette er forårsaket av metallets fysiske egenskaper, og det er lite rom for forbedring.Det kan verifiseres om den endelige retensjonskraften oppfyller produktdesignkravene gjennom push-out krafttesten.
2. Noen feilmoduser under innsetting av pinne
Som vist i figuren nedenfor, kan pinnen bli deformert, knust, knust, knekt og bøyd under innsetting
Dette er de mulige feilmodusene til kontaktstiften under presstilpasningsprosessen.Siden kontaktstiften må settes inn i PTH, er det svært sannsynlig at den ikke kan oppdages visuelt etter pressing, og skaden på den mekaniske styrken kan kanskje ikke oppdages gjennom den elektriske ytelsestesten
Disse feilmodusene må overvåkes under presstilpasningsprosessen.PROMESS tilbyr kurvekorridor, vindu, maksimums- og minimumsverdier og andre overvåkingsmetoder for å sikre at hele presspasningsprosessen for hver pinne er kontrollerbar og pålitelig.Du kan se saksvisningen i videoen igjen.PROMESS gir høypresisjon, 100 % prosesskontrollløsninger for å sikre at alle produkter som forlater fabrikken er fri for defekte produkter. Prosesskontrollen kan også redusere industriavfallet av PCB-plater til en viss grad og redusere produksjonskostnadene.
3. Kortslutning
På overflaten av rent tinn vil spenningen fremme veksten av tinn Whisker, noe som vil føre til kortslutning av kretsen på kretskortet, og dermed sette funksjonen til modulen i fare.Designretningslinjene for å redusere veksten av tinn værhår inkluderer å redusere innsettingskraften og redusere tykkelsen på tinnoverflaten.
Vanlige PTH-beleggmaterialer inkluderer kobber, sølv, tinn, etc
Hvordan løse problemet med tinn værhår?
Under pressing skal pressekraften ikke være for stor, som er kontrollen av presseprosessen.Etter pressing kan det foretas prøvetakingskontroll, og tinn værhår skal observeres i 12 uker
4. Åpen krets
Jeteffekt/trekk ned:
Under prosessen med å trykke inn pin, kan kretskortet bli mekanisk skadet.Hvis friksjonen er for stor, vil overflaten på kretskortet bli ripet opp, friksjonen vil øke, og til slutt vil PTH presses ut av fasen.Å redusere trykket kan også unngå jeteffekten.
Whitening effekt/delaminere:
Under pressmontering vil hver lagstruktur på kretskortet bli klemt sammen.Hvis den påførte kraften er for stor eller PTH ikke er stabil, kan kretskortet delamineres.Etter en tid vil fuktighet komme inn i sprekkene på kretskortet, noe som resulterer i redusert isolasjonsytelse
Disse to problemene kan til en viss grad kontrolleres under presspasningsprosessen ved å kontrollere pressekraften.Etter at pressfittingen er fullført, kan produktet også inspiseres ved hjelp av kontaktmotstandstest og metallografisk analyse.Kontaktmotstandstesten kan brukes som et rutinemessig testelement, og den metallografiske analysen i seg selv er ødeleggende for produktet, så regelmessig prøvetakingsinspeksjon kan utføres.
Vanlige testmetoder for produktpålitelighet
En av de vanlige påvisningsmetodene er aldringstest og den andre er tilkoblingskarakteristisk test
Aldring er å simulere tilstanden etter lang tids bruk gjennom testutstyr.Vanlige aldringsmetoder inkluderer:
1. Varmspyling: - 40 ℃~60 ℃, kontinuerlig endring i 30 minutter
2. Høy temperatur: 125 ℃, 250 timer
3. Klimasekvens: 16 timer høy temperatur → 24 timer varmt og fuktig → 2 timer lav temperatur →
4. Vibrasjon
5. Gasskorrosjon: 10 dager, H2S, SO2
Testen er hovedsakelig for å teste skyvekraften og elektrisk ytelse.
Vanlige metoder inkluderer:
1. Trykk ut kraft (holdekraft): ＞ 20N (i henhold til krav til produktdesign)
2. Kontaktmotstand: ＜ 0,5 Ω (i henhold til produktdesignkrav)
Innleggstid: 10-november 2022