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PCB上壓接孔和過孔的孔徑和公差要求相同,制造時(shí)有何影響

11/19 11:30
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公眾號(hào) | 高速先生,作者 | 王輝東

小凱在京城闖天下,跑市場,做PCB業(yè)務(wù)。

小馬在冿城守著家,畫著圖,做PCB設(shè)計(jì)。

異地夫妻,周末相聚,總有說不完的話,道不盡的甜蜜。

可是這個(gè)周末在互相期盼中小兩口見了面,小凱進(jìn)門就問小馬:”媳婦我這兒有個(gè)問題,想不明白,想請(qǐng)教下你,可急死我了?!?/p>

現(xiàn)在有個(gè)PCB馬上要下線生產(chǎn),工廠的工程確認(rèn)說過孔和壓接孔是同一個(gè)尺寸,會(huì)導(dǎo)致成本增加和交期變長。

工程EQ如下:

PCB中19.7mil的成品孔徑包括壓接孔和過孔。光繪中設(shè)計(jì)為雙面阻焊覆蓋的我司認(rèn)為是過孔,但是所有的孔徑公差都要求為+-2mil.這個(gè)公差要求太嚴(yán),會(huì)導(dǎo)致加工時(shí)間變長和成本增加。

工廠發(fā)出來的工程確認(rèn)如下:

一個(gè)背板PCB上壓接孔和過孔同一尺寸,同一孔徑公差。

下圖高亮的為過孔:

小馬聽完小凱的話,微微一笑,說道:相公莫急,聽我娓娓道來。

電路板上有很多孔,大多數(shù)孔是用于PCB層與層之間的互連,而另一些孔是用于元件安裝到電路板上。

鉆孔的過程:打銷釘 →? 上板?→??鉆孔?→??下板

鉆孔的兩個(gè)概念:

成品孔徑:顧名思義,指PCB板上通過鉆孔電鍍生產(chǎn)完成后的孔徑,也就是交貨時(shí)的最終尺寸。

一鉆咀大?。菏侵搞@咀大小,PCB生產(chǎn)時(shí)用的鉆頭尺寸。

PCB的成品孔徑加工過程:去鉆污?→???化學(xué)沉銅?→??全板電鍍?→??圖形電鍍

鉆孔的目的:在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔(導(dǎo)通、插件、定位),通孔電鍍后實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通。

壓接孔工藝的優(yōu)點(diǎn):

1.免焊接

2.無間隙連接

3.良好的抗震性

4.較低的壓入力

5.電路板變形小

壓機(jī)孔的名詞解釋:

Press-Fit也稱“壓接端子”,該技術(shù)是焊接安裝的替代解決方案。主要通過冷連接的免焊接方式實(shí)現(xiàn)電接觸件可靠連接,將魚眼端壓入PCB孔中,通過較小的壓入力獲得較高夾持力。在壓入過程中,魚眼端產(chǎn)生彈性變形,并提供低接觸阻抗以及高可靠性的緊密連接。

高速連接器采用壓接孔工藝,不需要焊接,是連接器直接插入就能固定的孔,通過引腳與孔壁的接觸導(dǎo)通電流,從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸

壓接孔元件的管腳像魚眼,管腳是帶有膨脹功能的,而不是帶有螺紋功能的,壓接后管腳魚眼部分和PCB上的孔很好的接觸,實(shí)現(xiàn)高速信號(hào)的傳輸。

連接器壓入過程:

1.端子預(yù)放入PCB,縮子尖端進(jìn)入PCB孔,尚未產(chǎn)生變形

2.端子開始?jí)喝?魚眼開始變形,壓入過程出現(xiàn)第一波峰

3.端子繼續(xù)壓入,魚眼形變壓合,變形最減小,插入力略有減小

4.端子繼續(xù)下壓,魚眼形變壓合變形,壓力曲線出現(xiàn)第二波峰

5端子撥出時(shí),保持力迅速到達(dá)峰值,隨即迅速減小

6.端子繼續(xù)拔除,過渡區(qū)和插入?yún)^(qū)此時(shí)已完全形變,與PCB間的干涉力幾乎為零

壓接技術(shù)應(yīng)用的PCB范圍:

高速背板

有高速連接器的子板,往背板上插的子板

大型通信

優(yōu)點(diǎn):

操作簡便

適宜在任何場合進(jìn)行操作。

生產(chǎn)效率高、成本低、無污染

維護(hù)簡便

壓接孔尺寸公差沒有特殊標(biāo)示,工廠按IPC-6012的標(biāo)準(zhǔn)去管控此類孔的公差,導(dǎo)致裝配時(shí)因孔徑太大或太小,出現(xiàn)接觸不良和無法壓接,導(dǎo)致“跪針”現(xiàn)象。

常規(guī)壓接孔精度要求:PCB上的壓接孔的孔徑公差為+/-0.05mm,有的甚至更嚴(yán)+/-0.025mm。

常規(guī)PCB中金屬化孔的精度要求:常規(guī)非壓接孔的金屬化孔的要求+/-0.075mm。

PCB的制作過程中,鉆孔是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。特別是壓接孔。

在實(shí)際生產(chǎn)時(shí),壓機(jī)孔的孔徑管控方法,需要頻繁的調(diào)整鉆機(jī)程序和更換新的鉆咀,來管控一鉆孔大小,因?yàn)殂@咀在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),會(huì)在不斷的磨損變小,從而導(dǎo)致成品孔徑變小,導(dǎo)致壓接時(shí)失效。

在進(jìn)行PCB壓接鉆孔的過程中,需要注意以下幾點(diǎn):

鉆頭選擇,根據(jù)PCB設(shè)計(jì)要求選擇合適的鉆頭,確保鉆孔的成品大小和形狀,特別是孔徑公差要符合要求。

鉆孔精度,鉆孔的精度直接影響到PCB的質(zhì)量,因此在鉆孔過程中需要嚴(yán)格控制鉆頭的相對(duì)坐標(biāo)和深度,從而滿足孔位公差。

鉆孔速度,鉆孔速度過快會(huì)導(dǎo)致PCB表面損傷,速度過慢則會(huì)影響效率,需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的鉆孔速度。

孔壁清潔,鉆孔后需要及時(shí)清潔孔壁,以防止殘留的金屬屑或碎屑影響PCB的使用,可以選用化學(xué)除膠渣或等離子去鉆污等工序進(jìn)行處理。

表面處理,表面處理可以采用沉金、OSP等方式,以保護(hù)鉆孔孔壁防止氧化和提高PCB的穩(wěn)定性。

成品孔徑過大導(dǎo)致的壓接后,連接器松動(dòng)脫落。

壓接孔成孔徑過小,導(dǎo)致連接器壓入失敗,跪針。

IPC-6012里面規(guī)定的常規(guī)孔徑公差為:+-0.1mm

印刷電路板有許多方面將直接影響其成本及其制造能力。鉆孔的尺寸本身就對(duì)價(jià)格有重大影響。

相同的鉆頭直徑:如果您的板上有大量直徑相同的鉆頭,則可能會(huì)在鉆孔過程中導(dǎo)致成品孔徑發(fā)生變化。這種變化可能會(huì)導(dǎo)致裝配失效。更好的做法是更改一些鉆頭尺寸,以減少一種尺寸的鉆孔數(shù)量。

壓接孔需要管控成品孔徑公差,而過孔通常不需要管控孔徑公差(特殊情況除外),如果過孔和壓接孔都按同一公差管控,會(huì)導(dǎo)致在鉆孔加工時(shí),更換鉆咀的頻率增加,從而增加成本和交期。

聽完小馬的話,小凱如醍醐灌頂,感嘆老婆知識(shí)淵博,講解到位。

小馬說還有更到位的馬上來了,這個(gè)周三高速先生來天津開研討會(huì)了,干貨多多,人間值得,大家約起來。

Q、本期提問:關(guān)于壓接孔的設(shè)計(jì),大家有沒有出現(xiàn)過一些經(jīng)典案例,來,一起聊聊。

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