Youtube
Ας δούμε πώς λειτουργεί:
Wτο καπέλο είναιPress-fit;
Το Press-fit είναι μια προσαρμογή παρεμβολής μεταξύ δύο τμημάτων στα οποία το ένα μέρος πιέζεται υπό πίεση σε μια ελαφρώς μικρότερη οπή στο άλλο.
Κυριολεκτικά, είναι ένα είδος παρέμβασης.
Η τεχνολογία Press fit χρησιμοποιείται ευρέως και η σύνδεση σε PCB είναι μια από τις τυπικές εφαρμογές της.
Όταν περιγράφουμε στα κινέζικα, χρησιμοποιούμε συνήθως διαφορετικούς όρους όπως πτύχωση, εφαρμογή πρέσας και πτύχωση.Ο κλάδος χρησιμοποιείται συχνά για να χρησιμοποιήσει απευθείας το "Press fit" για να περιγράψει.Ο κύριος στόχος αυτού του άρθρου είναι επίσης η εφαρμογή press fit στη βιομηχανία PCB (πολλές κοινές ακίδες προσαρμογής της πίεσης).
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα του Press fit;
Οι κύριες μέθοδοι για την εγκατάσταση εξαρτημάτων σε PCB είναι η συγκόλληση και η εφαρμογή πίεσης.Ας συγκρίνουμε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών των δύο μεθόδων σύνδεσης με ορισμένα συμβατικά δεδομένα.
| Συγκόλληση | Press-fit | |
| κατανάλωση | 30-40 kW | 4-6 kW |
| περιβάλλον | Αέρας συγκόλλησης και κατοικία | Χωρίς κατοικία |
| κόστος | Χρειάζεστε PA, PPS | Κανένα πρόβλημα δεσμευμένης θερμοκρασίας, χρησιμοποιήστε υλικό χαμηλότερου κόστους όπως PBT, PET κ.λπ. |
| Εξοπλισμός | Μεγάλη επένδυση και μεγάλο κόστος περιοχής | Χαμηλή επένδυση και μικρή έκταση |
| Διαθέσιμος χώρος | 5-15mm | 2mm |
| Ποσοστό ελαττωμάτων | 0,05 ταιριάζει | 0,005 ταιριάζει |
Από τα δεδομένα σύγκρισης, μπορούμε να δούμε ότι το Press fit είναι μια καλύτερη μέθοδος σύνδεσης PCB από τη συγκόλληση όσον αφορά ορισμένους δείκτες απόδοσης.Φυσικά, η συγκόλληση δεν είναι άχρηστη, διαφορετικά δεν θα υπάρχουν τόσα πολλά σημεία συγκόλλησης στο PCB.Για παράδειγμα, η συγκόλληση έχει συνήθως μεγαλύτερη ανοχή για την ανοχή διαστάσεων των ακίδων και η σύνδεση συγκόλλησης είναι πιο σταθερή. Ωστόσο, το Press Fit είναι καλύτερο σε πολλούς δείκτες χαρακτηριστικών.
Συνήθεις μέθοδοι σχεδιασμού για εφαρμογή τύπου Press
Πριν εισαγάγουμε τη μέθοδο σχεδιασμού, είναι απαραίτητο να εισαγάγουμε δύο ευρέως χρησιμοποιούμενους όρους:
PTH: Plated through Hole
EON: Eye of the Needle
Επί του παρόντος, οι ακίδες που χρησιμοποιούνται στο Press fit είναι βασικά ελαστικοί πείροι, γνωστοί και ως συμβατοί ακροδέκτες, οι οποίοι έχουν γενικά μεγαλύτερη διάμετρο από την PTH.Κατά τη διαδικασία συναρμολόγησης, τα μέρη της βελόνας θα παραμορφωθούν, με αποτέλεσμα την επιφάνεια σύνδεσης με το άκαμπτο PTH.Σε σύγκριση με τη συμπαγή βελόνα, η συμβατή βελόνα μπορεί να επιτρέψει μεγαλύτερη ανοχή PTH.
Η βελόνα με τρύπα καρφίτσας έχει γίνει σταδιακά το κύριο ρεύμα στην αγορά.Είναι απλό στο σχεδιασμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ανοιχτές πατέντες.Ακόμα κι αν δεν απαιτεί μεγάλη προσπάθεια σχεδιασμού, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με έτοιμες σχεδιαστικές λύσεις, οι οποίες έχουν τα χαρακτηριστικά χαμηλής δύναμης εισαγωγής και μεγάλης δύναμης συγκράτησης.
Το παραπάνω σχήμα δείχνει αρκετές κοινές δομές ακίδων/τερματικών.Το πρώτο είναι το πιο κοινό σχέδιο σχεδίασης.Το βασικό σχέδιο σχεδίασης οπών καρφίτσας είναι απλό στη δομή, αλλά απαιτεί υψηλή συμμετρία και θέση.Το δεύτερο είναι το προϊόν ευρεσιτεχνίας της TE Company.Με βάση τη δομή της οπής, έχει λίγο μεγαλύτερη γωνία περιστροφής, η οποία μπορεί να προσαρμοστεί σε διαφορετικές τρύπες.Ωστόσο, έχει υψηλότερες απαιτήσεις για διάμετρο οπής και θα παράγει μια ορισμένη δύναμη περιστροφής στην τρύπα.Το τρίτο είναι το προηγούμενο δίπλωμα ευρεσιτεχνίας της Winchester Electronics "C-PRESS", το οποίο χαρακτηρίζεται από ένα σχήμα C από τη διατομή.Τα πλεονεκτήματα είναι ότι η δύναμη πίεσης είναι συνεχής, η παραμόρφωση της PTH είναι μικρή και το μειονέκτημα είναι ότι η PTH με μικρό άνοιγμα είναι δύσκολο να επιτευχθεί.Η τελευταία είναι η ακίδα επαφής τύπου H της FCI Company.Το πλεονέκτημα είναι ότι είναι εύκολο να ελέγχεται κατά την πτύχωση, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι είναι δύσκολη η κατασκευή του πείρου επαφής.
Κοινά υλικά και διαδικασία κατασκευής
Τα κοινά υλικά του Pin περιλαμβάνουν μπρούτζο κασσίτερο (CuSn4, CuSn6), ορείχαλκο (CuZn) και λευκό χαλκό (CuNiSi), μεταξύ των οποίων ο λευκός χαλκός έχει υψηλή αγωγιμότητα και η θερμοκρασία χρήσης μπορεί να υπερβεί τους 150 ℃.Η επίστρωση γενικά επιμεταλλώνεται με ηλεκτρολυτική ή θερμή επιμετάλλωση μ m+1 μ M Ni+Sn, SnAg ή SnPb, κ.λπ. Όπως περιγράφηκε παραπάνω, η δομή του Pin είναι ποικίλη και ο απώτερος στόχος είναι να παραχθεί ένας πείρος με μικρό δύναμη πίεσης και μεγάλη δύναμη συγκράτησης υπό τις συνθήκες εύκολης κατασκευής και χαμηλού κόστους.
Το συνήθως χρησιμοποιούμενο υλικό της PTH είναι ίνες γυαλιού+εποξειδική ρητίνη+ φύλλο χαλκού, με πάχος>1,6 και η επίστρωση είναι γενικά κασσίτερος ή OSP.Η δομή της PTH είναι σχετικά απλή.Σε γενικές γραμμές, ο αριθμός των στρωμάτων PCB είναι μεγαλύτερος από 4. Το διάφραγμα του PTH είναι γενικά αυστηρό και οι συγκεκριμένες απαιτήσεις εξαρτώνται από το σχεδιασμό του Pin.Γενικά, το πάχος της επιμετάλλωσης χαλκού είναι περίπου 30-55 μ m.Το πάχος της εναπόθεσης κασσίτερου είναι γενικά >1 μ m.
Ανάλυση της διαδικασίας προσαρμογής/απόσυρσης της πίεσης
Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την πιο κοινή δομή οπής καρφίτσας, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, υπάρχει μια τυπική αλλαγή καμπύλης πίεσης σε όλη τη διαδικασία συμπίεσης και εξαγωγής, η οποία σχετίζεται επίσης με τη δομική σχεδίαση του Pin.
Πατήστε σε διαδικασία:
1. Ο πείρος μπαίνει στην τρύπα και η άκρη μπαίνει χωρίς παραμόρφωση
2. Η καρφίτσα αρχίζει να πιέζει, το EON αρχίζει να παραμορφώνεται και η πρώτη κορυφή κύματος εμφανίζεται στη διαδικασία πίεσης
3. Ο πείρος συνεχίζει να πιέζει, το EON βασικά δεν έχει περαιτέρω παραμόρφωση και η δύναμη πίεσης μειώνεται ελαφρώς
4. Ο πείρος συνεχίζει να πιέζει προς τα κάτω, προκαλώντας περαιτέρω παραμόρφωση και κορυφώνεται το δεύτερο κύμα
Εμφανίζεται στη διαδικασία πίεσης
Εντός 100 δευτερολέπτων μετά την ολοκλήρωση της προσαρμογής πρέσας, η δύναμη συγκράτησης θα πέσει γρήγορα, με πτώση περίπου 20%.Θα υπάρχουν αντίστοιχες διαφορές ανάλογα με τα διαφορετικά σχέδια καρφίτσας.24 ώρες μετά την εφαρμογή πρέσας, ουσιαστικά ολοκληρώνεται η διαδικασία ψυχρής συγκόλλησης Pin και PTH.
Αυτό προκαλείται από τις φυσικές ιδιότητες του μετάλλου και υπάρχουν λίγα περιθώρια βελτίωσης.Μπορεί να επαληθευτεί εάν η τελική δύναμη συγκράτησης πληροί τις απαιτήσεις σχεδιασμού του προϊόντος μέσω της δοκιμής δύναμης ώθησης προς τα έξω.
2. Ορισμένες λειτουργίες αποτυχίας κατά την εισαγωγή Pin
Όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα, ο πείρος μπορεί να παραμορφωθεί, να συνθλιβεί, να συνθλιβεί, να σπάσει και να λυγίσει κατά την εισαγωγή
Αυτοί είναι οι πιθανοί τρόποι αστοχίας του πείρου επαφής κατά τη διαδικασία τοποθέτησης με πρέσα.Δεδομένου ότι η ακίδα επαφής πρέπει να εισαχθεί στο PTH, είναι πολύ πιθανό να μην μπορεί να ανιχνευθεί οπτικά μετά το πάτημα και η βλάβη της μηχανικής αντοχής μπορεί να μην ανιχνευθεί μέσω της δοκιμής ηλεκτρικής απόδοσης
Αυτοί οι τρόποι αστοχίας πρέπει να παρακολουθούνται κατά τη διαδικασία τοποθέτησης πρέσας.Το PROMESS παρέχει διάδρομο καμπύλης, παράθυρο, μέγιστη και ελάχιστη τιμή και άλλες μεθόδους παρακολούθησης για να διασφαλίσει ότι η όλη διαδικασία προσαρμογής της πρέσας κάθε πείρου είναι ελεγχόμενη και αξιόπιστη.Μπορείτε να δείτε ξανά την εμφάνιση της θήκης στο βίντεο.Η PROMESS παρέχει υψηλής ακρίβειας, 100% λύσεις ελέγχου διαδικασίας για να διασφαλίσει ότι όλα τα προϊόντα που φεύγουν από το εργοστάσιο είναι απαλλαγμένα από ελαττωματικά προϊόντα. Ο έλεγχος διαδικασίας μπορεί επίσης να μειώσει τα βιομηχανικά απόβλητα της πλακέτας PCB σε κάποιο βαθμό και να μειώσει το κόστος παραγωγής.
3. Βραχυκύκλωμα
Στην επιφάνεια του καθαρού κασσίτερου, η πίεση θα προωθήσει την ανάπτυξη του κασσίτερου Whisker, το οποίο θα οδηγήσει στο βραχυκύκλωμα του κυκλώματος στην πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, θέτοντας έτσι σε κίνδυνο τη λειτουργία της μονάδας.Οι κατευθυντήριες γραμμές σχεδιασμού για τη μείωση της ανάπτυξης των κασσίτερου μουστάκια περιλαμβάνουν τη μείωση της δύναμης εισαγωγής και τη μείωση του πάχους της επιφάνειας του κασσίτερου.
Τα κοινά υλικά επικάλυψης PTH περιλαμβάνουν χαλκό, ασήμι, κασσίτερο κ.λπ
Πώς να λύσετε το πρόβλημα των κασσίτερου μουστάκια;
Κατά τη διάρκεια της πίεσης, η δύναμη πίεσης δεν πρέπει να είναι πολύ μεγάλη, η οποία είναι ο έλεγχος της διαδικασίας συμπίεσης.Μετά την πίεση, μπορεί να πραγματοποιηθεί δειγματοληπτική επιθεώρηση και τα μουστάκια από κασσίτερο πρέπει να παρατηρηθούν για 12 εβδομάδες
4. Ανοιχτό κύκλωμα
Εφέ jet/pull down:
Κατά τη διαδικασία της πίεσης στο Pin, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να υποστεί μηχανική βλάβη.Εάν η τριβή είναι πολύ μεγάλη, η επιφάνεια της πλακέτας κυκλώματος θα γρατσουνιστεί, η τριβή θα αυξηθεί και τελικά η PTH θα ωθηθεί προς τα έξω από τη φάση.Η μείωση της πίεσης μπορεί επίσης να αποφύγει το φαινόμενο του πίδακα.
Λευκαντικό αποτέλεσμα/delaminate:
Κατά τη διάρκεια της τοποθέτησης σε πρέσα, κάθε δομή στρώματος της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος θα συμπιεστεί.Εάν η ασκούμενη δύναμη είναι πολύ μεγάλη ή η PTH δεν είναι σταθερή, η πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος μπορεί να αποκολληθεί.Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η υγρασία θα εισέλθει στις ρωγμές της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος, με αποτέλεσμα μειωμένη απόδοση απομόνωσης
Αυτά τα δύο προβλήματα μπορούν να ελεγχθούν σε κάποιο βαθμό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας προσαρμογής με πίεση ελέγχοντας τη δύναμη πίεσης.Μετά την ολοκλήρωση της τοποθέτησης με πρέσα, το προϊόν μπορεί επίσης να επιθεωρηθεί μέσω δοκιμής αντίστασης επαφής και μεταλλογραφικής ανάλυσης.Η δοκιμή αντίστασης επαφής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αντικείμενο δοκιμής ρουτίνας και η ίδια η μεταλλογραφική ανάλυση είναι καταστροφική για το προϊόν, επομένως μπορεί να πραγματοποιηθεί τακτική δειγματοληπτική επιθεώρηση.
Κοινές μέθοδοι δοκιμής αξιοπιστίας προϊόντων
Μία από τις κοινές μεθόδους ανίχνευσης είναι η δοκιμή γήρανσης και η άλλη είναι η δοκιμή χαρακτηριστικών σύνδεσης
Η γήρανση είναι η προσομοίωση της κατάστασης μετά από μεγάλο χρονικό διάστημα χρήσης μέσω του εξοπλισμού δοκιμής.Οι συνήθεις μέθοδοι γήρανσης περιλαμβάνουν:
1. Ζεστό ξέπλυμα: - 40 ℃~60 ℃, συνεχής αλλαγή για 30 λεπτά
2. Υψηλή θερμοκρασία: 125 ℃, 250 ώρες
3. Ακολουθία κλίματος: 16 ώρες υψηλή θερμοκρασία → 24 ώρες ζεστό και υγρό → 2 ώρες χαμηλή θερμοκρασία →
4. Δόνηση
5. Διάβρωση αερίου: 10 ημέρες, H2S, SO2
Η δοκιμή είναι κυρίως για τη δοκιμή της δύναμης ώθησης και της ηλεκτρικής απόδοσης.
Οι κοινές μέθοδοι περιλαμβάνουν:
1. Δύναμη ώθησης (δύναμη συγκράτησης): ＞ 20N (σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού του προϊόντος)
2. Αντίσταση επαφής: ＜ 0,5 Ω (σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού του προϊόντος)
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-10-2022