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Voyons comment ça marche :
Wle chapeau estAjustement serré？
L'ajustement serré est un ajustement serré entre deux pièces dans lequel une pièce est forcée sous pression dans un trou légèrement plus petit dans l'autre.
Littéralement, c'est une sorte d'ajustement serré.
La technologie Press Fit est largement utilisée et la connexion sur PCB est l'une de ses applications typiques.
Lorsque nous décrivons en chinois, nous utilisons généralement des termes différents tels que sertissage, ajustement serré et sertissage.L'industrie est souvent habituée à utiliser directement "Press fit" pour décrire.L'objectif principal de cet article est également l'application d'ajustement à la presse dans l'industrie des PCB (plusieurs broches d'ajustement à la presse courantes).
Quels sont les avantages du Press fit ?
Les principales méthodes d'installation de pièces sur PCB sont le soudage et l'ajustement serré.Comparons les avantages et les inconvénients de ces deux méthodes de connexion avec quelques données classiques.
| Soudure | Ajustement serré | |
| consommation | 30-40kW | 4-6kW |
| environnement | Soudage air et résidence | Pas de résidence |
| coût | Besoin de PA、PPS | Pas de problème de température réservée, utilisez des matériaux à moindre coût tels que PBT、PET etc. |
| Équipement | Grand investissement et coût de grande surface | Faible investissement et zone de petite taille |
| Espace disponible | 5-15mm | 2mm |
| Taux de défaut | 0.05fit | 0.005fit |
D'après les données de comparaison, nous pouvons voir que l'ajustement serré est une meilleure méthode de connexion PCB que le soudage en termes de certains indicateurs de performance.Bien sûr, la soudure n'est pas inutile, sinon il n'y aura pas autant de points de soudure sur le PCB.Par exemple, le soudage a généralement une plus grande tolérance pour la tolérance dimensionnelle des broches et la connexion de soudage est plus stable. Cependant, Press Fit est meilleur dans de nombreux indicateurs de caractéristiques.
Méthodes de conception courantes d'ajustement à la presse
Avant d'introduire la méthode de conception, il est nécessaire d'introduire deux termes couramment utilisés :
PTH : trou traversant plaqué
EON : le chas de l'aiguille
Actuellement, les goupilles utilisées sur Press fit sont essentiellement des goupilles élastiques, également appelées goupilles conformes, qui ont généralement un diamètre plus grand que le PTH.Pendant le processus d'assemblage, les pièces de l'aiguille seront déformées, ce qui entraînera la surface de connexion avec le PTH rigide.Par rapport à l'aiguille pleine, l'aiguille compliante peut permettre une plus grande tolérance à la PTH.
L'aiguille à trou d'épingle est progressivement devenue le courant dominant sur le marché.Il est de conception simple et peut être utilisé avec des brevets ouverts.Même s'il ne nécessite pas trop d'efforts de conception, il peut également être utilisé avec des solutions de conception prêtes à l'emploi, qui présentent les caractéristiques d'une faible force d'insertion et d'une force de rétention élevée.
La figure ci-dessus montre plusieurs structures communes de broches/bornes.Le premier est le schéma de conception le plus courant.Le schéma de conception de base du sténopé est de structure simple, mais nécessite une symétrie et un emplacement élevés;Le second est le produit breveté de TE Company.Basé sur la structure du trou d'épingle, il a un peu plus d'angle de rotation, qui peut s'adapter à différents trous.Cependant, il a des exigences plus élevées pour le diamètre du trou, et il produira une certaine force de rotation sur le trou ;Le troisième est le précédent brevet "C-PRESS" de Winchester Electronics, qui se caractérise par une forme en C à partir de la section transversale.Les avantages sont que la force de pression est continue, la déformation du PTH est faible et l'inconvénient est que le PTH avec une petite ouverture est difficile à obtenir ;Le dernier est la broche de contact de type H de la société FCI.L'avantage est qu'il est facile à contrôler lors du sertissage, mais l'inconvénient est qu'il est difficile de fabriquer la broche de contact.
Matériaux communs et processus de fabrication
Les matériaux courants de Pin comprennent le bronze à l'étain (CuSn4, CuSn6), le laiton (CuZn) et le cuivre blanc (CuNiSi), parmi lesquels le cuivre blanc a une conductivité élevée et la température d'utilisation peut dépasser 150 ℃;Le revêtement est généralement plaqué par galvanoplastie ou placage à chaud μ m + 1 μ M de Ni + Sn, SnAg ou SnPb, etc. Comme décrit ci-dessus, la structure du Pin est diverse et le but ultime est de produire un Pin avec de petites force de pression et grande force de maintien dans des conditions de fabrication facile et de faible coût.
Le matériau de PTH couramment utilisé est la fibre de verre + résine époxy + feuille de cuivre, avec une épaisseur> 1,6, et le revêtement est généralement en étain ou en OSP.La structure de la PTH est relativement simple.De manière générale, le nombre de couches de PCB est supérieur à 4. L'ouverture de PTH est généralement stricte et les exigences spécifiques dépendent de la conception de Pin.Généralement, l'épaisseur du placage de cuivre est d'environ 30 à 55 μm.L'épaisseur du dépôt d'étain est généralement>1 μ m。
Analyse du processus d'emmanchement/d'extraction
En prenant la structure de trou d'épingle la plus courante comme exemple, comme le montre la figure ci-dessous, il y a un changement de courbe de pression typique dans l'ensemble du processus d'enfoncement et de retrait, qui est également lié à la conception structurelle de Pin.
Presse en cours :
1. La goupille est placée dans le trou et la pointe entre sans déformation
2. La broche commence à s'enfoncer, EON commence à se déformer et le premier pic d'onde apparaît dans le processus de pressage
3. La broche continue d'appuyer, EON n'a pratiquement plus de déformation et la force de pression diminue légèrement
4. La broche continue d'appuyer, provoquant une déformation supplémentaire, et le deuxième pic d'onde
Apparaît dans le processus de pressage
Dans les 100 secondes suivant la fin de l'emmanchement, la force de rétention chutera rapidement, avec une chute d'environ 20 %.Il y aura des différences correspondantes selon les différentes conceptions de broches ;24 heures après l'emmanchement, le processus de soudage à froid de Pin et PTH est pratiquement terminé.
Cela est dû aux propriétés physiques du métal et il y a peu de place à l'amélioration.Il peut être vérifié si la force de rétention finale répond aux exigences de conception du produit grâce au test de force de poussée.
2. Certains modes de défaillance lors de l'insertion de la broche
Comme le montre la figure ci-dessous, la broche peut être déformée, écrasée, écrasée, fracturée et pliée lors de l'insertion
Ce sont les modes de défaillance possibles de la broche de contact pendant le processus d'emmanchement.Étant donné que la broche de contact doit être insérée dans le PTH, il est très probable qu'elle ne puisse pas être détectée visuellement après avoir appuyé, et les dommages de la résistance mécanique peuvent ne pas être détectés par le test de performance électrique
Ces modes de défaillance doivent être surveillés pendant le processus d'ajustement à la presse.PROMESS fournit un couloir de courbe, une fenêtre, une valeur maximale et minimale et d'autres méthodes de surveillance pour garantir que l'ensemble du processus d'emmanchement de chaque broche est contrôlable et fiable.Vous pouvez revoir l'affichage du boîtier dans la vidéo.PROMESS fournit des solutions de contrôle de processus à 100% de haute précision pour garantir que tous les produits quittant l'usine sont exempts de produits défectueux. Le contrôle de processus peut également réduire dans une certaine mesure les déchets industriels de la carte PCB et réduire les coûts de production.
3. Court-circuit
A la surface de l'étain pur, la contrainte favorisera la croissance de moustaches d'étain, ce qui conduira au court-circuit du circuit sur la carte de circuit imprimé, mettant ainsi en danger le fonctionnement du module.Les directives de conception pour réduire la croissance des barbes d'étain incluent la réduction de la force d'insertion et la réduction de l'épaisseur de la surface de l'étain.
Les matériaux de revêtement PTH courants comprennent le cuivre, l'argent, l'étain, etc.
Comment résoudre le problème des moustaches d'étain?
Pendant le pressage, la force de pressage ne doit pas être trop grande, ce qui est le contrôle du processus de pressage.Après le pressage, une inspection par échantillonnage peut être effectuée et les moustaches d'étain doivent être observées pendant 12 semaines
4. Circuit ouvert
Effet jet/pull down :
Pendant le processus d'enfoncement de la broche, la carte de circuit imprimé peut être mécaniquement endommagée.Si le frottement est trop important, la surface du circuit imprimé sera rayée, le frottement augmentera et finalement le PTH sera expulsé par la phase.Réduire la pression peut également éviter l'effet de jet.
Effet blanchissant/délaminé :
Pendant le montage à la presse, chaque structure de couche de la carte de circuit imprimé sera comprimée.Si la force appliquée est trop importante ou si le PTH n'est pas stable, la carte de circuit imprimé peut être délaminée.Après un certain temps, l'humidité pénétrera dans les fissures de la carte de circuit imprimé, ce qui réduira les performances d'isolation
Ces deux problèmes peuvent être contrôlés dans une certaine mesure pendant le processus d'emmanchement en contrôlant la force de pression.Une fois l'emmanchement à la presse terminé, le produit peut également être inspecté au moyen d'un test de résistance de contact et d'une analyse métallographique.Le test de résistance de contact peut être utilisé comme élément de test de routine, et l'analyse métallographique elle-même est destructive pour le produit, de sorte qu'une inspection d'échantillonnage régulière peut être effectuée.
Méthodes courantes de test de fiabilité des produits
L'une des méthodes de détection courantes est le test de vieillissement et l'autre est le test des caractéristiques de connexion
Le vieillissement consiste à simuler l'état après une longue période d'utilisation grâce à des équipements de test.Les méthodes de vieillissement courantes comprennent :
1. Rinçage à chaud : - 40 ℃~60 ℃, changement continu pendant 30 minutes
2. Haute température : 125 ℃, 250 heures
3. Séquence climatique : 16 heures haute température → 24 heures chaud et humide → 2 heures basse température →
4. Vibrations
5. Corrosion gazeuse : 10 jours, H2S, SO2
Le test consiste principalement à tester la force de poussée et les performances électriques.
Les méthodes courantes incluent :
1. Force de poussée (force de maintien) : > 20N (selon les exigences de conception du produit)
2. Résistance de contact : < 0,5 Ω (selon les exigences de conception du produit)
Heure de publication : 10 novembre 2022