ยูทูบ
มาดูกันว่ามันทำงานอย่างไร:
Wหมวกเป็นกดพอดี？
การสวมอัดเป็นการแทรกสอดระหว่างสองส่วน โดยส่วนหนึ่งถูกดันเข้าไปในรูที่เล็กกว่าเล็กน้อยในอีกส่วนหนึ่งภายใต้แรงกด
แท้จริงแล้วมันเป็นสัญญาณรบกวนชนิดหนึ่ง
เทคโนโลยีพอดีกดใช้กันอย่างแพร่หลาย และการเชื่อมต่อบน PCB เป็นหนึ่งในการใช้งานทั่วไป
เมื่ออธิบายเป็นภาษาจีน เรามักจะใช้คำศัพท์ต่างๆ เช่น การย้ำ การกด การกด และการย้ำอุตสาหกรรมนี้มักใช้โดยตรงกับการใช้ "Press fit" เพื่ออธิบายจุดสนใจหลักของบทความนี้คือการประยุกต์ใช้งานสวมอัดในอุตสาหกรรม PCB (หมุดสวมอัดทั่วไปหลายตัว)
ข้อดีของ Press Fit คืออะไร?
วิธีการหลักในการติดตั้งชิ้นส่วนบน PCB คือการเชื่อมและการกดให้พอดีลองเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของวิธีการเชื่อมต่อทั้งสองนี้กับข้อมูลทั่วไป
| การบัดกรี | กดพอดี | |
| การบริโภค | 30-40กิโลวัตต์ | 4-6 กิโลวัตต์ |
| สิ่งแวดล้อม | เชื่อมอากาศและที่อยู่อาศัย | ไม่มีที่อยู่อาศัย |
| ค่าใช้จ่าย | ต้องการ PA、PPS | หมดปัญหาเรื่องอุณหภูมิสำรอง ใช้วัสดุต้นทุนต่ำ เช่น PBT、PET เป็นต้น |
| อุปกรณ์ | การลงทุนขนาดใหญ่และต้นทุนพื้นที่ขนาดใหญ่ | ลงทุนต่ำและพื้นที่ขนาดเล็ก |
| พื้นที่ว่าง | 5-15มม | 2 มม |
| อัตราข้อบกพร่อง | 0.05พอดี | 0.005พอดี |
จากข้อมูลการเปรียบเทียบ เราจะเห็นว่าการพอดีแบบกดเป็นวิธีการเชื่อมต่อ PCB ที่ดีกว่าการเชื่อมในแง่ของตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพบางอย่างแน่นอนว่าการเชื่อมนั้นไม่ไร้ประโยชน์ มิฉะนั้น PCB จะไม่มีจุดเชื่อมมากมายนักตัวอย่างเช่น การเชื่อมมักจะมีค่าความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้สูงกว่าสำหรับค่าเผื่อมิติของพิน และการเชื่อมต่อที่เสถียรกว่า อย่างไรก็ตาม Press Fit นั้นดีกว่าในตัวบ่งชี้คุณลักษณะหลายอย่าง
วิธีการออกแบบพอดีกดทั่วไป
ก่อนที่จะแนะนำวิธีการออกแบบ จำเป็นต้องแนะนำคำศัพท์ที่ใช้กันทั่วไปสองคำ:
PTH: ชุบผ่านรู
EON: ตาของเข็ม
ในปัจจุบัน หมุดที่ใช้กับ Press Fit นั้นเป็นหมุดแบบยืดหยุ่นโดยทั่วไป หรือที่เรียกว่าหมุดที่สอดคล้องกัน ซึ่งโดยทั่วไปจะมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า PTHในระหว่างขั้นตอนการประกอบ ชิ้นส่วนเข็มจะผิดรูป ส่งผลให้พื้นผิวเชื่อมต่อกับ PTH ที่แข็งเมื่อเปรียบเทียบกับเข็มแข็ง เข็มที่สอดคล้องกันสามารถให้ความทนทานต่อ PTH ได้มากกว่า
เข็มรูเข็มค่อยๆกลายเป็นกระแสหลักในตลาดมีการออกแบบที่เรียบง่ายและสามารถใช้กับสิทธิบัตรแบบเปิดได้แม้ว่าจะไม่ต้องใช้ความพยายามในการออกแบบมากนัก แต่ก็สามารถใช้กับโซลูชันการออกแบบสำเร็จรูปซึ่งมีลักษณะของแรงแทรกต่ำและแรงยึดสูง
รูปด้านบนแสดงโครงสร้างพิน/เทอร์มินอลทั่วไปหลายตัวประการแรกคือโครงร่างการออกแบบทั่วไปรูปแบบการออกแบบรูเข็มพื้นฐานมีโครงสร้างที่เรียบง่าย แต่ต้องการความสมมาตรและตำแหน่งสูงประการที่สองคือผลิตภัณฑ์สิทธิบัตรของบริษัท TEขึ้นอยู่กับโครงสร้างรูเข็ม ทำให้มีมุมการหมุนเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ซึ่งสามารถปรับให้เข้ากับรูต่างๆ ได้อย่างไรก็ตาม มีความต้องการสูงสำหรับเส้นผ่านศูนย์กลางรู และจะสร้างแรงหมุนบนรูที่สามคือสิทธิบัตรก่อนหน้าของ Winchester Electronics "C-PRESS" ซึ่งมีลักษณะเป็นรูปตัว C จากหน้าตัดข้อดีคือแรงกดจะต่อเนื่อง การเสียรูป PTH มีขนาดเล็ก และข้อเสียคือ PTH ที่มีรูรับแสงขนาดเล็กจะทำได้ยากอันสุดท้ายคือพินสัมผัสชนิด H ของบริษัท FCIข้อดีคือควบคุมได้ง่ายเมื่อจีบ แต่ข้อเสียคือผลิตพินหน้าสัมผัสได้ยาก
วัสดุทั่วไปและกระบวนการผลิต
วัสดุทั่วไปของ Pin ได้แก่ ดีบุกบรอนซ์ (CuSn4, CuSn6), ทองเหลือง (CuZn) และทองแดงขาว (CuNiSi) ซึ่งทองแดงขาวมีค่าการนำไฟฟ้าสูง และอุณหภูมิในการใช้งานอาจเกิน 150 ℃;โดยทั่วไปการเคลือบผิวจะชุบด้วยการชุบด้วยไฟฟ้าหรือการชุบแบบจุ่มร้อน μ m+1 μ M ของ Ni+Sn, SnAg หรือ SnPb เป็นต้น ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น โครงสร้างของพินมีความหลากหลาย และเป้าหมายสูงสุดคือการผลิตพินที่มีขนาดเล็ก แรงกดและแรงยึดขนาดใหญ่ภายใต้เงื่อนไขการผลิตที่ง่ายและต้นทุนต่ำ
วัสดุที่ใช้กันทั่วไปของ PTH คือใยแก้ว+อีพอกซีเรซิน+ฟอยล์ทองแดง มีความหนา>1.6 และเคลือบโดยทั่วไปคือดีบุกหรือ OSPโครงสร้างของ PTH นั้นค่อนข้างง่ายโดยทั่วไป จำนวนชั้น PCB มากกว่า 4 รูรับแสงของ PTH โดยทั่วไปเข้มงวด และข้อกำหนดเฉพาะขึ้นอยู่กับการออกแบบของพินโดยทั่วไปความหนาของการชุบทองแดงจะอยู่ที่ประมาณ 30-55 μmความหนาของการสะสมดีบุกโดยทั่วไปคือ> 1 μ m。
การวิเคราะห์กระบวนการสวมอัด/ดึงออก
ยกตัวอย่างโครงสร้างรูเข็มที่พบบ่อยที่สุด ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง มีการเปลี่ยนแปลงเส้นโค้งความดันทั่วไปในกระบวนการทั้งหมดของการกดเข้าและดึงออก ซึ่งเกี่ยวข้องกับการออกแบบโครงสร้างของพินด้วย
กดอยู่ระหว่างดำเนินการ:
1. ใส่พินเข้าไปในรูและปลายเข้าโดยไม่เสียรูป
2. พินเริ่มกดเข้าไป กัปเริ่มเปลี่ยนรูป และคลื่นพีคแรกปรากฏขึ้นในกระบวนการกด
3. พินยังคงกดต่อไป EON โดยทั่วไปจะไม่มีการเสียรูปอีกต่อไป และแรงกดจะลดลงเล็กน้อย
4. พินยังคงกดลง ทำให้เกิดการเสียรูปเพิ่มเติม และจุดสูงสุดของคลื่นลูกที่สอง
ปรากฏในขั้นตอนการกด
ภายใน 100 วินาทีหลังจากการติดตั้งแบบกดเสร็จสิ้น แรงยึดจะลดลงอย่างรวดเร็วโดยลดลงประมาณ 20%จะมีความแตกต่างที่สอดคล้องกันตามการออกแบบพินที่แตกต่างกัน24 ชั่วโมงหลังจากการกดฟิตติ้ง กระบวนการเชื่อมเย็นของ Pin และ PTH โดยทั่วไปจะเสร็จสมบูรณ์
สาเหตุนี้เกิดจากคุณสมบัติทางกายภาพของโลหะ และมีพื้นที่น้อยสำหรับการปรับปรุงสามารถตรวจสอบได้ว่าแรงยึดสุดท้ายเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบผลิตภัณฑ์หรือไม่ผ่านการทดสอบแรงผลัก
2. โหมดความล้มเหลวบางอย่างระหว่างการใส่พิน
ดังที่แสดงในรูปด้านล่าง พินอาจเสียรูป บด บด หัก และงอระหว่างการใส่
นี่คือโหมดความล้มเหลวที่เป็นไปได้ของพินหน้าสัมผัสในระหว่างกระบวนการสวมอัดเนื่องจากจำเป็นต้องใส่พินหน้าสัมผัสลงใน PTH จึงมีโอกาสมากที่จะมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าหลังจากกด และอาจตรวจไม่พบความเสียหายของความแข็งแรงเชิงกลผ่านการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
จำเป็นต้องตรวจสอบโหมดความล้มเหลวเหล่านี้ในระหว่างกระบวนการกดฟิตติ้งPROMESS จัดเตรียมทางเดินโค้ง หน้าต่าง ค่าสูงสุดและต่ำสุด และวิธีการตรวจสอบอื่นๆ เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการกดประกอบทั้งหมดของแต่ละพินนั้นสามารถควบคุมได้และเชื่อถือได้คุณสามารถดูกรณีที่แสดงในวิดีโออีกครั้งPROMESS ให้บริการโซลูชันการควบคุมกระบวนการที่มีความแม่นยำสูง 100% เพื่อให้แน่ใจว่าผลิตภัณฑ์ทั้งหมดที่ออกจากโรงงานปราศจากผลิตภัณฑ์ที่มีข้อบกพร่อง การควบคุมกระบวนการยังสามารถลดของเสียทางอุตสาหกรรมของแผงวงจร PCB ได้ในระดับหนึ่งและลดต้นทุนการผลิต
3. ไฟฟ้าลัดวงจร
บนพื้นผิวของดีบุกบริสุทธิ์ ความเครียดจะส่งเสริมการเจริญเติบโตของมัสสุ ซึ่งจะนำไปสู่การลัดวงจรของวงจรบนแผงวงจรพิมพ์ ซึ่งเป็นอันตรายต่อการทำงานของโมดูลแนวทางการออกแบบเพื่อลดการเติบโตของหนวดดีบุกรวมถึงการลดแรงแทรกและลดความหนาของพื้นผิวดีบุก
วัสดุเคลือบ PTH ทั่วไป ได้แก่ ทองแดง เงิน ดีบุก ฯลฯ
วิธีแก้ปัญหาหนวดดีบุก?
ระหว่างการกด แรงกดจะต้องไม่มากเกินไป ซึ่งเป็นการควบคุมกระบวนการกดหลังจากการกด สามารถดำเนินการตรวจสอบตัวอย่างได้ และหนวดดีบุกจะถูกสังเกตเป็นเวลา 12 สัปดาห์
4. วงจรเปิด
เอฟเฟ็กต์เจ็ต/ดึงลง:
ระหว่างขั้นตอนการกดพิน แผงวงจรพิมพ์อาจเสียหายทางกลไกหากแรงเสียดทานมากเกินไป พื้นผิวของแผงวงจรจะเป็นรอย แรงเสียดทานจะเพิ่มขึ้น และในที่สุด PTH จะถูกผลักออกไปตามเฟสการลดแรงดันสามารถหลีกเลี่ยงผลกระทบจากไอพ่นได้
เอฟเฟกต์ไวท์เทนนิ่ง/เดลามิเนต:
ในระหว่างการกดติดตั้ง โครงสร้างแต่ละชั้นของแผงวงจรพิมพ์จะถูกบีบหากออกแรงมากเกินไปหรือ PTH ไม่เสถียร แผงวงจรพิมพ์อาจหลุดร่อนได้หลังจากระยะเวลาหนึ่ง ความชื้นจะเข้าไปในรอยร้าวของแผงวงจรพิมพ์ ทำให้ประสิทธิภาพการแยกตัวลดลง
ปัญหาทั้งสองนี้สามารถควบคุมได้ในระดับหนึ่งในระหว่างกระบวนการสวมอัดโดยการควบคุมแรงกดหลังจากประกอบการกดเสร็จแล้ว ยังสามารถตรวจสอบผลิตภัณฑ์ด้วยวิธีการทดสอบการต้านทานการสัมผัสและการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาการทดสอบการต้านทานการสัมผัสสามารถใช้เป็นรายการทดสอบตามปกติได้ และการวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาเองก็เป็นอันตรายต่อผลิตภัณฑ์ ดังนั้นจึงสามารถดำเนินการตรวจสอบการสุ่มตัวอย่างเป็นประจำได้
วิธีการทดสอบความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ทั่วไป
วิธีการตรวจจับทั่วไปวิธีหนึ่งคือการทดสอบอายุและอีกวิธีหนึ่งคือการทดสอบลักษณะการเชื่อมต่อ
การเสื่อมสภาพคือการจำลองสถานะหลังจากใช้งานเป็นเวลานานผ่านอุปกรณ์ทดสอบวิธีการแก่ชราทั่วไป ได้แก่ :
1. การล้างด้วยน้ำอุ่น: - 40 ℃ ~ 60 ℃ เปลี่ยนแปลงต่อเนื่องเป็นเวลา 30 นาที
2. อุณหภูมิสูง: 125 ℃, 250 ชั่วโมง
3. ลำดับภูมิอากาศ: อุณหภูมิสูง 16 ชั่วโมง → ร้อนชื้น 24 ชั่วโมง → อุณหภูมิต่ำ 2 ชั่วโมง →
4. การสั่นสะเทือน
5. การกัดกร่อนของแก๊ส: 10 วัน, H2S, SO2
การทดสอบส่วนใหญ่เป็นการทดสอบแรงผลักดันและประสิทธิภาพทางไฟฟ้า
วิธีการทั่วไป ได้แก่ :
1. แรงผลักออก (แรงยึด): > 20N (ตามข้อกำหนดการออกแบบผลิตภัณฑ์)
2. ความต้านทานหน้าสัมผัส: <0.5 Ω (ตามข้อกำหนดการออกแบบผลิตภัณฑ์)
เวลาโพสต์: 10 พ.ย.-2565