یوتیوب
بیایید ببینیم چگونه کار می کند:
Wکلاه استپرس مناسب؟
پرس فیت یک تناسب تداخلی بین دو قسمت است که در آن یک قسمت تحت فشار به سوراخ کمی کوچکتر در قسمت دیگر وارد می شود.
به معنای واقعی کلمه، این یک نوع تداخل مناسب است.
فناوری Press fit به طور گسترده استفاده می شود و اتصال بر روی PCB یکی از کاربردهای معمول آن است.
هنگام توصیف به زبان چینی، ما معمولاً از عبارات مختلفی مانند چین دادن، اتصال پرس و چین دار استفاده می کنیم.این صنعت اغلب برای استفاده مستقیم از "Press fit" برای توصیف استفاده می شود.تمرکز اصلی این مقاله همچنین کاربرد پرس فیت در صنعت PCB است (چند پین معمولی پرس فیت).
پرس فیت چه مزایایی دارد؟
روش های اصلی برای نصب قطعات بر روی PCB جوشکاری و پرس فیت می باشد.بیایید مزایا و معایب این دو روش اتصال را با برخی از داده های معمولی مقایسه کنیم.
| لحیم کاری | پرس مناسب | |
| مصرف | 30-40 کیلو وات | 4-6 کیلو وات |
| محیط | هوا جوش و محل سکونت | بدون اقامت |
| هزینه | به PA، PPS نیاز دارید | بدون مشکل دمای رزرو شده، از مواد کم هزینه مانند PBT، PET و غیره استفاده کنید. |
| تجهیزات | سرمایه گذاری بزرگ و هزینه منطقه بزرگ | سرمایه گذاری کم و مساحت کوچک |
| فضای موجود | 5-15 میلی متر | 2 میلی متر |
| میزان نقص | 0.05 مناسب | 0.005 مناسب |
از داده های مقایسه، می توانیم ببینیم که Press fit از نظر شاخص های عملکرد خاص، روش اتصال PCB بهتری نسبت به جوشکاری است.البته جوشکاری بی فایده نیست وگرنه این همه نقطه جوش روی PCB وجود نخواهد داشت.به عنوان مثال، جوش معمولا تحمل بیشتری برای تحمل ابعاد پین ها دارد و اتصال جوش پایدارتر است، اما Press Fit در بسیاری از شاخص های ویژگی بهتر است.
روش های متداول طراحی تناسب پرس
قبل از معرفی روش طراحی، لازم است دو اصطلاح رایج را معرفی کنیم:
PTH: از طریق سوراخ آبکاری شده است
EON: Eye of the Needle
در حال حاضر، پین‌هایی که در Press fit استفاده می‌شوند، پایه‌های الاستیک هستند که به عنوان پین‌های سازگار نیز شناخته می‌شوند، که معمولاً از نظر قطر بزرگتر از PTH هستند.در طول فرآیند مونتاژ، قطعات سوزن تغییر شکل داده و در نتیجه سطح اتصال با PTH سفت و سخت ایجاد می شود.در مقایسه با سوزن جامد، سوزن سازگار می تواند تحمل بیشتری برای PTH ایجاد کند.
سوزن سوراخ سوزن به تدریج به جریان اصلی در بازار تبدیل شده است.از نظر طراحی ساده است و می توان از آن با پتنت های باز استفاده کرد.حتی اگر نیاز به تلاش زیادی برای طراحی نداشته باشد، می توان از آن با راه حل های طراحی آماده استفاده کرد که دارای ویژگی های نیروی وارد کردن کم و نیروی نگهدارنده بالا هستند.
شکل بالا چندین ساختار پین/ترمینال رایج را نشان می دهد.اولین مورد رایج ترین طرح طراحی است.طرح اصلی طراحی سوراخ سوزنی در ساختار ساده است، اما به تقارن و مکان بالا نیاز دارد.دومی محصول ثبت اختراع شرکت TE است.بر اساس ساختار سوراخ سوزنی، زاویه چرخش کمی بیشتری دارد که می تواند با سوراخ های مختلف سازگار شود.با این حال، نیازهای بیشتری برای قطر سوراخ دارد و نیروی چرخش خاصی را روی سوراخ ایجاد می کند.سومین اختراع قبلی Winchester Electronics "C-PRESS" است که با شکل C از مقطع مشخص می شود.مزایا این است که نیروی فشار مداوم است، تغییر شکل PTH کوچک است، و نقطه ضعف آن این است که PTH با دیافراگم کوچک به سختی به دست می آید.آخرین مورد پین تماس نوع H شرکت FCI است.مزیت آن این است که هنگام چین دادن به راحتی کنترل می شود، اما عیب آن این است که ساخت پین تماسی دشوار است.
مواد متداول و فرآیند ساخت
مواد معمول پین شامل برنز قلع (CuSn4، CuSn6)، برنج (CuZn) و مس سفید (CuNiSi) است که در میان آنها مس سفید دارای رسانایی بالایی است و دمای استفاده می تواند از 150 ℃ تجاوز کند.پوشش عموماً با آبکاری آبکاری یا آبکاری گرم μm+1 μ M از Ni+Sn، SnAg یا SnPb و غیره آبکاری می شود. همانطور که در بالا توضیح داده شد، ساختار پین متنوع است و هدف نهایی تولید پین با کوچک است. نیروی فشار و نیروی نگهدارنده بزرگ در شرایط ساخت آسان و هزینه کم.
ماده رایج مورد استفاده PTH فیبر شیشه + رزین اپوکسی + فویل مس با ضخامت بیش از 1.6 است و پوشش عموماً قلع یا OSP است.ساختار PTH نسبتا ساده است.به طور کلی، تعداد لایه های PCB بیشتر از 4 است. دیافراگم PTH به طور کلی سخت است و الزامات خاص به طراحی پین بستگی دارد.به طور کلی ضخامت آبکاری مس حدود 30-55 میکرومتر است.ضخامت رسوب قلع به طور کلی بیش از 1 میکرو متر است.
تجزیه و تحلیل فرآیند تناسب / بیرون کشیدن پرس
با در نظر گرفتن رایج ترین ساختار سوراخ سوزنی به عنوان مثال، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، یک تغییر منحنی فشار معمولی در کل فرآیند فشار دادن به داخل و بیرون کشیدن وجود دارد که به طراحی ساختاری پین نیز مربوط می شود.
مطبوعات در حال انجام:
1. پین در سوراخ قرار می گیرد و نوک بدون تغییر شکل وارد می شود
2. پین شروع به فشار دادن به داخل می کند، EON شروع به تغییر شکل می کند و اولین پیک موج در فرآیند فشار دادن ظاهر می شود.
3. پین به فشار دادن ادامه می‌دهد، EON اساساً تغییر شکل بیشتری ندارد و نیروی فشار کمی کاهش می‌یابد.
4. پین به فشار دادن ادامه می دهد و باعث تغییر شکل بیشتر و اوج موج دوم می شود
در فرآیند پرس ظاهر می شود
در عرض 100 ثانیه پس از اتمام اتصال پرس، نیروی نگهدارنده به سرعت کاهش می یابد و حدود 20٪ کاهش می یابد.با توجه به طرح های مختلف پین، تفاوت های مربوطه وجود خواهد داشت.24 ساعت پس از اتصال پرس، فرآیند جوش سرد پین و PTH اساساً تکمیل می شود.
این به دلیل خواص فیزیکی فلز است و جای کمی برای بهبود وجود دارد.می توان تأیید کرد که آیا نیروی ماندگار نهایی با الزامات طراحی محصول مطابقت دارد یا خیر.
2. برخی از حالت های شکست در حین درج پین
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، پین ممکن است در حین قرار دادن تغییر شکل، له شده، خرد، شکسته و خم شود.
اینها حالت های احتمالی خرابی پین تماسی در طول فرآیند اتصال پرس هستند.از آنجایی که پین تماسی باید در PTH وارد شود، به احتمال زیاد پس از فشار دادن نمی توان آن را به صورت بصری تشخیص داد و ممکن است آسیب استحکام مکانیکی از طریق آزمایش عملکرد الکتریکی تشخیص داده نشود.
این حالت های خرابی باید در طول فرآیند اتصال پرس کنترل شوند.PROMESS راهروی منحنی، پنجره، حداکثر و حداقل مقدار و سایر روش های نظارتی را برای اطمینان از اینکه کل فرآیند اتصال پرس هر پین قابل کنترل و قابل اعتماد است، ارائه می دهد.می توانید صفحه نمایش کیس را دوباره در ویدیو ببینید.PROMESS راه حل های کنترل فرآیند 100% با دقت بالا را ارائه می دهد تا اطمینان حاصل شود که تمام محصولات خروجی از کارخانه عاری از محصولات معیوب هستند، کنترل فرآیند همچنین می تواند ضایعات صنعتی برد PCB را تا حدی کاهش دهد و هزینه تولید را کاهش دهد.
3. اتصال کوتاه
روی سطح قلع خالص، تنش باعث رشد ویسکر قلع می‌شود که منجر به اتصال کوتاه مدار روی برد مدار چاپی می‌شود و در نتیجه عملکرد ماژول را به خطر می‌اندازد.دستورالعمل های طراحی برای کاهش رشد سبیل های قلع شامل کاهش نیروی وارد کردن و کاهش ضخامت سطح قلع است.
مواد رایج پوشش PTH عبارتند از مس، نقره، قلع و غیره
چگونه مشکل سبیل حلبی را حل کنیم؟
در حین پرس، نیروی پرس نباید خیلی زیاد باشد، که کنترل فرآیند پرس است.پس از پرس، می توان نمونه برداری را انجام داد و سبیل های حلبی باید به مدت 12 هفته مشاهده شوند.
4. مدار باز
اثر جت/کشیدن به پایین:
در طی فرآیند پرس در پین، برد مدار چاپی ممکن است از نظر مکانیکی آسیب ببیند.اگر اصطکاک بیش از حد بزرگ باشد، سطح برد مدار خراشیده می شود، اصطکاک افزایش می یابد و در نهایت PTH توسط فاز به بیرون رانده می شود.کاهش فشار همچنین می تواند از اثر جت جلوگیری کند.
اثر سفید کننده / لایه لایه:
در حین نصب پرس، ساختار هر لایه از برد مدار چاپی فشرده می شود.اگر نیروی اعمال شده خیلی زیاد باشد یا PTH پایدار نباشد، برد مدار چاپی ممکن است لایه لایه شود.پس از مدتی، رطوبت وارد شکاف های برد مدار چاپی می شود و در نتیجه عملکرد ایزولاسیون کاهش می یابد.
این دو مشکل را می توان با کنترل نیروی پرس تا حدودی در طی فرآیند اتصال پرس کنترل کرد.پس از اتمام اتصال پرس، محصول را می توان با استفاده از تست مقاومت تماس و آنالیز متالوگرافی نیز بررسی کرد.تست مقاومت تماس می تواند به عنوان یک آیتم آزمایش معمول استفاده شود و تجزیه و تحلیل متالوگرافی خود برای محصول مخرب است، بنابراین می توان نمونه برداری منظم را انجام داد.
روش های رایج تست قابلیت اطمینان محصول
یکی از روش های رایج تشخیص، تست پیری و دیگری تست مشخصه اتصال است
پیری برای شبیه سازی وضعیت پس از مدت زمان طولانی استفاده از طریق تجهیزات آزمایشی است.روش های رایج پیری عبارتند از:
1. شستشوی گرم: - 40 ℃~60 ℃، تغییر مداوم به مدت 30 دقیقه
2. درجه حرارت بالا: 125 ℃، 250 ساعت
3. توالی آب و هوا: 16 ساعت دمای بالا → 24 ساعت گرم و مرطوب → 2 ساعت دمای پایین →
4. لرزش
5. خوردگی گاز: 10 روز، H2S، SO2
این آزمایش عمدتاً برای آزمایش نیروی فشار و عملکرد الکتریکی است.
روش های رایج عبارتند از:
1. نیروی فشار (نیروی نگهدارنده): ＞ 20N (با توجه به الزامات طراحی محصول)
2. مقاومت تماس: ＜ 0.5 Ω (با توجه به الزامات طراحی محصول)
زمان ارسال: نوامبر-10-2022