Youtube
Lad os se, hvordan det virker:
What erPrespasning?
Press-fit er en interferenspasning mellem to dele, hvor den ene del presses under tryk ind i et lidt mindre hul i den anden.
Bogstaveligt talt er det en slags interferenspasning.
Press fit teknologi er meget udbredt, og forbindelsen på print er en af dens typiske anvendelser.
Når vi beskriver på kinesisk, bruger vi normalt forskellige udtryk såsom krympning, prespasning og krympning.Industrien bruges ofte til direkte at bruge "Press fit" til at beskrive.Hovedfokuset i denne artikel er også pressepasningsapplikationen i PCB-industrien (flere almindelige pressepasningsstifter).
Hvad er fordelene ved Press fit?
De vigtigste metoder til montering af dele på PCB er svejsning og prespasning.Lad os sammenligne fordele og ulemper ved disse to forbindelsesmetoder med nogle konventionelle data.
| Lodning | Prespasning | |
| forbrug | 30-40 kW | 4-6 kW |
| miljø | Svejseluft og ophold | Ingen bolig |
| koste | Har brug for PA, PPS | Intet problem med reserveret temperatur, brug billigere materiale såsom PBT, PET osv. |
| Udstyr | Stor investering og store arealomkostninger | Lav investering og lille størrelse område |
| Ledig plads | 5-15 mm | 2 mm |
| Defektrate | 0,05 fit | 0,005 fit |
Fra sammenligningsdataene kan vi se, at Press fit er en bedre PCB-forbindelsesmetode end svejsning med hensyn til visse ydelsesindikatorer.Selvfølgelig er svejsning ikke ubrugelig, ellers vil der ikke være så mange svejsepunkter på printet.For eksempel har svejsning normalt en større tolerance for stifternes dimensionelle tolerance, og svejseforbindelsen er mere stabil, men Press Fit er bedre i mange funktionsindikatorer.
Almindelige Press fit designmetoder
Før du introducerer designmetoden, er det nødvendigt at introducere to almindeligt anvendte udtryk:
PTH: Belagt gennem hul
EON: Nåleøjet
I øjeblikket er de stifter, der bruges på Press fit, grundlæggende elastiske stifter, også kendt som compliant stifter, som generelt er større i diameter end PTH.Under samlingsprocessen vil nåledelene blive deformeret, hvilket resulterer i forbindelsesfladen med den stive PTH.Sammenlignet med den solide nål kan den kompatible nål tillade en større PTH-tolerance.
Nålen med pin-hole er efterhånden blevet mainstream på markedet.Den er enkel i designet og kan bruges med åbne patenter.Selvom det ikke kræver for meget designindsats, kan det også bruges sammen med færdige designløsninger, som har karakteristika af lav indføringskraft og høj tilbageholdelseskraft.
Figuren ovenfor viser flere almindelige pin-/terminalstrukturer.Den første er den mest almindelige designordning.Det grundlæggende pinhole designskema er enkelt i strukturen, men kræver høj symmetri og placering;Det andet er TE Companys patentprodukt.Baseret på pinhole strukturen har den lidt mere rotationsvinkel, som kan tilpasse sig forskellige huller.Det har dog højere krav til huldiameter, og det vil producere en vis rotationskraft på hullet;Det tredje er Winchester Electronics' tidligere patent "C-PRESS", som er karakteriseret ved en C-form fra tværsnittet.Fordelene er, at pressekraften er kontinuerlig, PTH-deformationen er lille, og ulempen er, at PTH med lille åbning er svær at opnå;Den sidste er H-type kontaktstift fra FCI Company.Fordelen er, at den er nem at styre ved crimpning, men ulempen er, at det er svært at fremstille kontaktstiften.
Fælles materialer og fremstillingsproces
Almindelige materialer i Pin inkluderer tinbronze (CuSn4, CuSn6), messing (CuZn) og hvidt kobber (CuNiSi), blandt hvilke hvidt kobber har høj ledningsevne, og brugstemperaturen kan overstige 150 ℃;Belægningen er generelt belagt ved galvanisering eller varmdip-belægning μm+1 μM Ni+Sn, SnAg eller SnPb osv. Som beskrevet ovenfor er strukturen af Pin mangfoldig, og det ultimative mål er at producere en Pin med små pressekraft og stor holdekraft under betingelserne for nem fremstilling og lave omkostninger.
Det almindeligt anvendte materiale af PTH er glasfiber+epoxyharpiks+kobberfolie, med tykkelse>1,6, og belægningen er generelt tin eller OSP.Strukturen af PTH er relativt enkel.Generelt er antallet af PCB-lag større end 4. Blænden på PTH er generelt streng, og de specifikke krav afhænger af Pin-designet.Generelt er tykkelsen af kobberbelægning omkring 30-55 μm.Tykkelsen af tinaflejring er generelt>1 μm.
Analyse af pres fit/pull out proces
Tager man den mest almindelige nålehulsstruktur som et eksempel, som vist i figuren nedenfor, er der en typisk trykkurveændring i hele processen med at trykke ind og trække ud, hvilket også er relateret til det strukturelle design af Pin.
Tryk i gang:
1. Pin sættes i hullet, og spidsen kommer ind uden deformation
2. Pin begynder at trykke ind, EON begynder at deformere, og den første bølgetop vises i presseprocessen
3. Pin fortsætter med at trykke, EON har stort set ingen yderligere deformation, og pressekraften aftager lidt
4. Pin fortsætter med at trykke ned, hvilket forårsager yderligere deformation og den anden bølgetop
Vises i presseprocessen
Inden for 100 sekunder efter at prespasningen er afsluttet, vil holdekraften falde hurtigt med et fald på omkring 20 %.Der vil være tilsvarende forskelle i henhold til forskellige stiftdesigns;24 timer efter prespasningen er koldsvejseprocessen af Pin og PTH stort set afsluttet.
Dette skyldes metallets fysiske egenskaber, og der er ikke meget plads til forbedringer.Det kan verificeres, om den endelige tilbageholdelseskraft opfylder produktdesignkravene gennem push-out krafttesten.
2. Nogle fejltilstande under Pin-indsættelse
Som vist på figuren nedenfor kan stiften blive deformeret, knust, knust, brækket og bøjet under indføring
Disse er de mulige fejltilstande for kontaktstiften under prespasningsprocessen.Da kontaktstiften skal indsættes i PTH'en, er det meget sandsynligt, at den ikke kan detekteres visuelt efter tryk, og beskadigelsen af den mekaniske styrke kan muligvis ikke detekteres gennem den elektriske ydeevnetest
Disse fejltilstande skal overvåges under prespasningsprocessen.PROMESS leverer kurvekorridor, vindue, maksimum og minimum værdi og andre overvågningsmetoder for at sikre, at hele prespasningsprocessen for hver stift er kontrollerbar og pålidelig.Du kan se sagen i videoen igen.PROMESS leverer 100% processtyringsløsninger med høj præcision for at sikre, at alle produkter, der forlader fabrikken, er fri for defekte produkter. Proceskontrollen kan også reducere det industrielle spild af PCB-plader til en vis grad og reducere produktionsomkostningerne.
3. Kortslutning
På overfladen af rent tin vil spændingen fremme væksten af tin Whisker, hvilket vil føre til kortslutning af kredsløbet på printpladen og dermed bringe modulets funktion i fare.Designretningslinjerne for at reducere væksten af tin whiskers omfatter reduktion af indføringskraften og reduktion af tykkelsen af tinoverfladen.
Almindelige PTH-belægningsmaterialer omfatter kobber, sølv, tin osv
Hvordan løser man problemet med knurhår?
Under presning må pressekraften ikke være for stor, hvilket er styringen af presseprocessen.Efter presning kan prøveudtagningsinspektion udføres, og blikhår skal observeres i 12 uger
4. Åbent kredsløb
Jet effekt/træk ned:
Under processen med at trykke stiften ind, kan printkortet blive beskadiget mekanisk.Hvis friktionen er for stor, vil overfladen af printpladen blive ridset, friktionen øges, og til sidst vil PTH blive skubbet ud af fasen.Reduktion af trykket kan også undgå jeteffekten.
Whitening effekt/delaminere:
Under pressemontering vil hver lagstruktur af printpladen blive klemt.Hvis den påførte kraft er for stor, eller PTH'en ikke er stabil, kan printpladen blive delamineret.Efter et stykke tid vil fugt trænge ind i revnerne på printkortet, hvilket resulterer i reduceret isoleringsydelse
Disse to problemer kan til en vis grad kontrolleres under prespasningsprocessen ved at styre pressekraften.Efter at pressefittingen er afsluttet, kan produktet også inspiceres ved hjælp af kontaktmodstandstest og metallografisk analyse.Kontaktmodstandstesten kan bruges som rutinetest, og selve den metallografiske analyse er ødelæggende for produktet, så der kan udføres regelmæssig prøveudtagningsinspektion.
Almindelige testmetoder for produktpålidelighed
En af de almindelige detektionsmetoder er ældningstest, og den anden er forbindelseskarakteristisk test
Aldring er at simulere tilstanden efter lang tids brug gennem testudstyr.Almindelige ældningsmetoder omfatter:
1. Varm skylning: - 40 ℃ ~ 60 ℃, kontinuerlig ændring i 30 minutter
2. Høj temperatur: 125 ℃, 250 timer
3. Klimasekvens: 16 timer høj temperatur → 24 timer varmt og fugtigt → 2 timer lav temperatur →
4. Vibration
5. Gaskorrosion: 10 dage, H2S, SO2
Testen er hovedsageligt at teste skubbekraften og den elektriske ydeevne.
Almindelige metoder omfatter:
1. Trykkraft (holdekraft): ＞ 20N (i henhold til produktdesignkrav)
2. Kontaktmodstand: ＜ 0,5 Ω (i henhold til produktdesignkrav)
Indlægstid: 10-november 2022