Youtube
Katsotaan kuinka se toimii:
Whattu onPress-fit?
Puristussovitus on kahden osan välinen häiriösovitus, jossa toinen osa pakotetaan paineen alaisena hieman pienempään reikään toisessa.
Kirjaimellisesti se on eräänlainen häiriösovitus.
Puristussovitustekniikkaa käytetään laajalti, ja piirilevyliitäntä on yksi sen tyypillisistä sovelluksista.
Kun kuvailemme kiinaksi, käytämme yleensä erilaisia termejä, kuten puristus, puristussovitus ja puristus.Teollisuutta käytetään usein suoraan "Press fit" -kuvaukseen.Tämän artikkelin pääpaino on myös puristussovitussovellus piirilevyteollisuudessa (useita yleisiä puristussovitusnastoja).
Mitkä ovat Press fit edut?
Tärkeimmät menetelmät osien asentamiseksi piirilevylle ovat hitsaus ja puristussovitus.Verrataan näiden kahden yhteystavan etuja ja haittoja joihinkin tavanomaisiin tietoihin.
| Juottaminen | Press-fit | |
| kulutus | 30-40 kW | 4-6 kW |
| ympäristöön | Hitsausilma ja asuinpaikka | Ei asuinpaikkaa |
| kustannus | Tarvitaan PA, PPS | Ei ongelmaa varatun lämpötilan suhteen, käytä halvempia materiaaleja, kuten PBT, PET jne. |
| Laitteet | Iso investointi ja isot aluekustannukset | Pieni investointi ja pieni pinta-ala |
| Vapaata tilaa | 5-15mm | 2 mm |
| Vikaprosentti | 0.05 sovi | 0.005 sovi |
Vertailutiedoista voidaan nähdä, että Press fit on tietyillä suoritusindikaattoreilla parempi piirilevyliitäntätapa kuin hitsaus.Hitsaus ei tietenkään ole hyödytöntä, muuten piirilevyssä ei ole niin monta hitsauspistettä.Esimerkiksi hitsauksessa on yleensä suurempi toleranssi tappien mittatoleranssille ja hitsausliitos on vakaampi, mutta Press Fit on parempi monissa ominaisuusindikaattoreissa.
Yleiset puristussovitussuunnittelumenetelmät
Ennen suunnittelumenetelmän käyttöönottoa on tarpeen ottaa käyttöön kaksi yleisesti käytettyä termiä:
PTH: Pinnoitettu reiän läpi
EON: Neulansilmä
Tällä hetkellä Press fit -nastat ovat periaatteessa joustavia tappeja, jotka tunnetaan myös nimellä yhteensopivat tapit, jotka ovat yleensä halkaisijaltaan suurempia kuin PTH.Kokoamisprosessin aikana neulan osat vääntyvät, mikä johtaa liitospintaan jäykän PTH:n kanssa.Kiinteään neulaan verrattuna yhteensopiva neula voi sallia suuremman PTH-toleranssin.
Neulareikäneulasta on vähitellen tullut markkinoiden valtavirta.Se on rakenteeltaan yksinkertainen ja sitä voidaan käyttää avoimien patenttien kanssa.Vaikka se ei vaadi liikaa suunnitteluponnisteluja, sitä voidaan käyttää myös valmiiden suunnitteluratkaisujen kanssa, joiden ominaisuudet ovat pieni työntövoima ja suuri pidätysvoima.
Yllä oleva kuva esittää useita yleisiä nasta/liitinrakenteita.Ensimmäinen on yleisin suunnittelukaavio.Perusneulanreikien suunnittelukaavio on rakenteeltaan yksinkertainen, mutta vaatii suurta symmetriaa ja sijaintia;Toinen on TE Companyn patenttituote.Neulanreikärakenteen perusteella siinä on hieman enemmän kiertokulmaa, joka voi mukautua erilaisiin reikiin.Sillä on kuitenkin korkeammat vaatimukset reiän halkaisijalle, ja se tuottaa tietyn kiertovoiman reikään;Kolmas on Winchester Electronicsin edellinen patentti "C-PRESS", jolle on ominaista poikkileikkauksen C-muoto.Edut ovat, että puristusvoima on jatkuva, PTH-muodonmuutos on pieni, ja haittana on, että PTH:ta pienellä aukolla on vaikea saavuttaa;Viimeinen on FCI Companyn H-tyyppinen kosketustappi.Etuna on, että puristusta on helppo hallita, mutta haittana on, että kontaktitapin valmistaminen on vaikeaa.
Yhteiset materiaalit ja valmistusprosessi
Pinin yleisiä materiaaleja ovat tinapronssi (CuSn4, CuSn6), messinki (CuZn) ja valkoinen kupari (CuNiSi), joista valkokuparilla on korkea johtavuus ja käyttölämpötila voi ylittää 150 ℃;Pinnoite pinnoitetaan yleensä galvanoimalla tai kuumakastopinnoituksella μm+1 μM Ni+Sn, SnAg tai SnPb jne. Kuten edellä on kuvattu, Pin:n rakenne on monipuolinen, ja perimmäisenä tavoitteena on tuottaa nasta, jossa on pieni puristusvoima ja suuri pitovoima helpon valmistuksen ja alhaisten kustannusten olosuhteissa.
Yleisesti käytetty PTH:n materiaali on lasikuitu+epoksihartsi+kuparifolio, paksuus > 1,6, ja pinnoite on yleensä tinaa tai OSP:tä.PTH:n rakenne on suhteellisen yksinkertainen.Yleisesti ottaen PCB-kerrosten lukumäärä on suurempi kuin 4. PTH:n aukko on yleensä tiukka, ja erityisvaatimukset riippuvat Pin:n suunnittelusta.Yleensä kuparipinnoitteen paksuus on noin 30-55 μm.Tinakerroksen paksuus on yleensä > 1 μm.
Puristussovitus/pull out -prosessin analyysi
Kun otetaan esimerkkinä yleisin neulanreikärakenne, kuten alla olevasta kuvasta näkyy, koko sisään- ja ulospuristusprosessissa on tyypillinen painekäyrän muutos, joka liittyy myös Pinn rakennesuunnitteluun.
Paina prosessissa:
1. Tappi asetetaan reikään ja kärki menee sisään ilman muodonmuutosta
2. Tappi alkaa painaa sisään, EON alkaa muuttaa muotoaan ja ensimmäinen aallon huippu ilmestyy puristusprosessissa
3. Tappi jatkaa puristamista, EON:lla ei käytännössä ole enää muodonmuutoksia ja puristusvoima pienenee hieman
4. Tappi jatkaa painamista alaspäin aiheuttaen lisämuodonmuutoksia ja toisen aallon huipun
Näkyy puristusprosessissa
100 sekunnin kuluessa puristusliitoksen valmistumisesta pidätysvoima laskee nopeasti, noin 20 %.Vastaavia eroja on eri nastamallien mukaan;24 tuntia puristusliitoksen jälkeen Pin ja PTH:n kylmähitsausprosessi on käytännössä valmis.
Tämä johtuu metallin fysikaalisista ominaisuuksista, eikä parantamisen varaa ole juurikaan.Työntövoimatestillä voidaan varmistaa, täyttääkö lopullinen pidätysvoima tuotteen suunnitteluvaatimukset.
2. Jotkin vikatilat pinin asettamisen aikana
Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, tappi voi vääntyä, murtua, murtua, murtua ja taipua työntämisen aikana
Nämä ovat kontaktitapin mahdollisia vikatiloja puristusliitosprosessin aikana.Koska kosketustappi on työnnettävä PTH:hen, on erittäin todennäköistä, että sitä ei voida havaita visuaalisesti painamisen jälkeen, eikä mekaanisen lujuuden vaurioita välttämättä havaita sähköisen suorituskyvyn testin avulla.
Näitä vikatiloja on tarkkailtava puristusliitosprosessin aikana.PROMESS tarjoaa käyräkäytävän, ikkunan, maksimi- ja minimiarvon sekä muita valvontamenetelmiä varmistaakseen, että jokaisen tapin koko puristussovitusprosessi on hallittavissa ja luotettava.Kotelon näyttö näkyy taas videolla.PROMESS tarjoaa korkean tarkkuuden, 100% prosessinhallintaratkaisuja varmistaakseen, että kaikki tehtaalta lähtevät tuotteet eivät sisällä viallisia tuotteita. Prosessin ohjaus voi myös vähentää PCB-levyn teollista jätettä tietyssä määrin ja vähentää tuotantokustannuksia.
3. Oikosulku
Puhtaan tinan pinnalla jännitys edistää tin Whiskerin kasvua, mikä johtaa piirilevyn piirin oikosulkuun vaarantaen siten moduulin toiminnan.Suunnitteluohjeita tinaviiksien kasvun vähentämiseksi ovat työntövoiman vähentäminen ja tinapinnan paksuuden vähentäminen.
Yleisiä PTH-pinnoitemateriaaleja ovat kupari, hopea, tina jne
Kuinka ratkaista tinaviiksien ongelma?
Puristuksen aikana puristusvoima ei saa olla liian suuri, mikä ohjaa puristusprosessia.Puristuksen jälkeen voidaan suorittaa näytteenottotarkastus ja tinaviikset tarkkailla 12 viikon ajan
4. Avoin piiri
Suihkuvaikutus/alasveto:
Pin-in-puristuksen aikana painettu piirilevy voi vaurioitua mekaanisesti.Jos kitka on liian suuri, piirilevyn pinta naarmuuntuu, kitka kasvaa ja lopulta PTH työntyy ulos vaiheesta.Paineen alentaminen voi myös välttää suihkuvaikutuksen.
Valkaisuvaikutus/delaminaatti:
Puristusasennuksen aikana jokainen piirilevyn kerrosrakenne puristuu.Jos kohdistettu voima on liian suuri tai PTH ei ole vakaa, painetussa piirilevyssä saattaa olla kerrostumista.Jonkin ajan kuluttua painetun piirilevyn halkeamiin pääsee kosteutta, mikä heikentää eristystehoa
Näitä kahta ongelmaa voidaan jossain määrin hallita puristusliitosprosessin aikana ohjaamalla puristusvoimaa.Puristusliitoksen valmistumisen jälkeen tuote voidaan tarkastaa myös kosketusresistanssitestillä ja metallografisella analyysillä.Kosketusresistanssitestiä voidaan käyttää rutiinitestikohteena ja metallografinen analyysi itsessään on tuotetta tuhoava, joten säännöllinen näytteenottotarkastus voidaan suorittaa.
Yleiset tuotteiden luotettavuuden testausmenetelmät
Yksi yleisimmistä havaitsemismenetelmistä on ikääntymistesti ja toinen kytkentäominaisuuksien testi
Ikääntymisen tarkoituksena on simuloida tilaa pitkän käytön jälkeen testilaitteiden avulla.Yleisiä ikääntymismenetelmiä ovat:
1. Lämmin huuhtelu: - 40 ℃ ~ 60 ℃, jatkuva vaihto 30 minuuttia
2. Korkea lämpötila: 125 ℃, 250 tuntia
3. Ilmastosarja: 16 tuntia korkea lämpötila → 24 tuntia kuuma ja kostea → 2 tuntia matala lämpötila →
4. Tärinä
5. Kaasukorroosio: 10 päivää, H2S, SO2
Testillä testataan pääasiassa työntövoimaa ja sähköistä suorituskykyä.
Yleisiä menetelmiä ovat:
1. Työntövoima (pitovoima): ＞ 20N (tuotesuunnitteluvaatimusten mukaan)
2. Kosketusresistanssi: ＜ 0,5 Ω (tuotesuunnitteluvaatimusten mukaan)
Postitusaika: 10.11.2022