背板壓接工藝設(shè)計(jì)技術(shù)交流

1、背板壓接工藝設(shè)計(jì)技術(shù)交流背板壓接工藝設(shè)計(jì)技術(shù)交流陳祎陳祎 2010.6背板壓接的基本知識(shí)背板壓接的基本知識(shí)二二背板壓接工藝設(shè)計(jì)背板壓接工藝設(shè)計(jì)五五三三背板壓接工藝背板壓接工藝四四背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)一、背板壓接的基本知識(shí)1、術(shù)語(yǔ)和定義、術(shù)語(yǔ)和定義1）壓接）壓接由彈性可變形插針或剛性插針與由彈性可變形插針或剛性插針與PCB金屬化孔配合而形成的一種連接。金屬化孔配合而形成的一種連接。在插針與金屬化孔之間形成緊密的接觸點(diǎn)，靠機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)電氣互連。在插針與金屬化孔之間形成緊密的接觸點(diǎn)，靠機(jī)械連接實(shí)現(xiàn)電氣互連。為了形成緊密的配合，為了形成緊密的配合，針腳的橫截面尺寸必須大于針腳的橫截面尺寸必

2、須大于PCB金屬化孔孔徑金屬化孔孔徑，在壓接過(guò)程中，在壓接過(guò)程中，針腳橫截面或金屬化孔要產(chǎn)生變形針腳橫截面或金屬化孔要產(chǎn)生變形 。壓接的標(biāo)準(zhǔn)有德國(guó)。壓接的標(biāo)準(zhǔn)有德國(guó)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)DIN 41611和國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC 60352-5。特點(diǎn)：特點(diǎn)：免焊接；免焊接；過(guò)盈配合，無(wú)間隙連接；過(guò)盈配合，無(wú)間隙連接；良好的抗震性；良好的抗震性；較低的壓入力；較低的壓入力； 電路板變形小。電路板變形小。一、背板壓接的基本知識(shí) 壓接中的變形壓接中的變形一、背板壓接的基本知識(shí)一、背板壓接的基本知識(shí) 壓接條件：壓接條件： 壓接力壓接力 針與孔有過(guò)盈針與孔有過(guò)盈 導(dǎo)入?yún)^(qū)導(dǎo)入?yún)^(qū)接插件PCB針一、背板壓

3、接的基本知識(shí)2）壓接式連接器）壓接式連接器 有一種有特殊外形的插針，加壓插入金屬化通孔后就可有一種有特殊外形的插針，加壓插入金屬化通孔后就可達(dá)到接觸導(dǎo)通，而不需要焊接的連接器，這種連接器有兩種達(dá)到接觸導(dǎo)通，而不需要焊接的連接器，這種連接器有兩種壓接式針型：硬性插針和柔性插針。壓接式針型：硬性插針和柔性插針。一、背板壓接的基本知識(shí)3）硬性插針）硬性插針在壓接過(guò)程中不產(chǎn)生變形，而孔會(huì)變形的插針，也稱實(shí)心插在壓接過(guò)程中不產(chǎn)生變形，而孔會(huì)變形的插針，也稱實(shí)心插針或剛性插針。針或剛性插針。4）柔性插針）柔性插針在壓接過(guò)程中會(huì)受擠壓而變形，而孔不變形的插針在壓接過(guò)程中會(huì)受擠壓而變形，而孔不變形的插針 。

4、硬性插針硬性插針柔性插針柔性插針一、背板壓接的基本知識(shí)5）平壓式連接器）平壓式連接器 壓接時(shí)的壓入受力點(diǎn)是通過(guò)平壓塑殼，然后再傳遞到插壓接時(shí)的壓入受力點(diǎn)是通過(guò)平壓塑殼，然后再傳遞到插針上的壓接式連接器針上的壓接式連接器 。6）針壓式連接器）針壓式連接器 壓接時(shí)的壓入受力點(diǎn)在每根針的肩膀上（每根針在底部壓接時(shí)的壓入受力點(diǎn)在每根針的肩膀上（每根針在底部有個(gè)小小的突起）的壓接式連接器。有個(gè)小小的突起）的壓接式連接器。 304-60064（平壓式）平壓式） 110-66065（針壓式）針壓式）一、背板壓接的基本知識(shí)7）過(guò)壓）過(guò)壓 特指在壓接過(guò)程中，因壓接行程過(guò)大，致使連接器在壓特指在壓接過(guò)程中，因壓接

5、行程過(guò)大，致使連接器在壓接到位后仍然受力下壓，從而使連接器（或接到位后仍然受力下壓，從而使連接器（或PCB）受到損傷）受到損傷的情況。輕微的會(huì)使連接器殼體變形或針體彎曲，嚴(yán)重的會(huì)的情況。輕微的會(huì)使連接器殼體變形或針體彎曲，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致連接器報(bào)廢、導(dǎo)致連接器報(bào)廢、PCB變形或破裂。變形或破裂。 一、背板壓接的基本知識(shí)8）跪針）跪針 指在壓接過(guò)程中，連接器的針腳未完全壓入指在壓接過(guò)程中，連接器的針腳未完全壓入PCB的金屬的金屬化孔，針腳的一部分在金屬化孔外彎曲?；祝樐_的一部分在金屬化孔外彎曲。 一、背板壓接的基本知識(shí)2、壓接的歷史、壓接的歷史1）1970年：硬性壓接；年：硬性壓接；2）1974

6、年：年：C-press、Eye of the Needle柔性壓接；柔性壓接；3）1983年：年：Tcom press-fit section柔性壓接；柔性壓接；4）1980S：應(yīng)用于通信行業(yè)；：應(yīng)用于通信行業(yè)；5）1990 S：應(yīng)用于通信行業(yè)和汽車行業(yè)；：應(yīng)用于通信行業(yè)和汽車行業(yè)；6） 2000 S：大量應(yīng)用于通信、汽車、機(jī)車和軍事行業(yè)。：大量應(yīng)用于通信、汽車、機(jī)車和軍事行業(yè)。硬性壓接硬性壓接柔性壓接柔性壓接背板背板一、背板壓接的基本知識(shí)3、背板的連接方式、背板的連接方式常用的背板連接方式有繞接式連接、焊接式連接和壓接式連常用的背板連接方式有繞接式連接、焊接式連接和壓接式連接三種。接三種。

7、繞接式連接繞接式連接 焊接式連接焊接式連接 壓接式連接壓接式連接 一、背板壓接的基本知識(shí)4、連接器壓接的種類、連接器壓接的種類1）、根據(jù)壓接變形的方式分：硬性壓接和柔性壓接）、根據(jù)壓接變形的方式分：硬性壓接和柔性壓接 硬性壓接硬性壓接在壓接過(guò)程中印制板的通孔變形，但連接器的插針不會(huì)變形。在壓接過(guò)程中印制板的通孔變形，但連接器的插針不會(huì)變形。 柔性壓接柔性壓接在壓接過(guò)程中連接器的插針變形，但印制板的通孔不會(huì)變形。在壓接過(guò)程中連接器的插針變形，但印制板的通孔不會(huì)變形。 硬性壓接區(qū)硬性壓接區(qū) 柔性壓接區(qū)柔性壓接區(qū) 一、背板壓接的基本知識(shí)（3）柔性壓接的優(yōu)點(diǎn)）柔性壓接的優(yōu)點(diǎn)背板壓接一般采用柔性壓接方式

8、，與硬性壓接相比，柔性壓背板壓接一般采用柔性壓接方式，與硬性壓接相比，柔性壓接具有以下優(yōu)點(diǎn)：接具有以下優(yōu)點(diǎn)： 柔性壓接的柔性壓接的PCB板孔不會(huì)變形，孔中的金屬層不會(huì)損傷。板孔不會(huì)變形，孔中的金屬層不會(huì)損傷。 柔性壓接要求的柔性壓接要求的PCB板孔的偏差值大。板孔的偏差值大。 柔性壓接要求的壓接力小。柔性壓接要求的壓接力小。 柔性壓接的插針可在同一孔中多次壓入和拔出（最多柔性壓接的插針可在同一孔中多次壓入和拔出（最多3次）。次）。一、背板壓接的基本知識(shí)2）、根據(jù)連接器的結(jié)構(gòu)分：平壓和針壓）、根據(jù)連接器的結(jié)構(gòu)分：平壓和針壓 平壓：適用于平壓式連接器，壓接時(shí)只能采用平壓式模具平壓：適用于平壓式連接

9、器，壓接時(shí)只能采用平壓式模具進(jìn)行壓接，如用針壓式的模具壓接，有可能會(huì)損壞針的結(jié)進(jìn)行壓接，如用針壓式的模具壓接，有可能會(huì)損壞針的結(jié)構(gòu)。平壓式模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，容易對(duì)位，壓接方構(gòu)。平壓式模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，容易對(duì)位，壓接方便，但要注意連接器的安裝方向。便，但要注意連接器的安裝方向。 針壓：適用于針壓式連接器，壓接時(shí)只能采用針壓式模具針壓：適用于針壓式連接器，壓接時(shí)只能采用針壓式模具進(jìn)行壓接，如用平壓式的模具壓接，針會(huì)被頂出。針壓式模進(jìn)行壓接，如用平壓式的模具壓接，針會(huì)被頂出。針壓式模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴，壓接時(shí)不容易對(duì)位。具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格貴，壓接時(shí)不容易對(duì)位。 平壓模平壓模 針壓模針壓模

10、一、背板壓接的基本知識(shí)5、壓接工藝的優(yōu)點(diǎn)、壓接工藝的優(yōu)點(diǎn)背板壓接工藝較焊接工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：背板壓接工藝較焊接工藝有以下優(yōu)點(diǎn)：1）在電路板和連接器上無(wú)熱應(yīng)力）在電路板和連接器上無(wú)熱應(yīng)力 ； 2）沒(méi)有影響連接器可靠連接的焊接氣體和焊劑殘?jiān)?，環(huán)保；）沒(méi)有影響連接器可靠連接的焊接氣體和焊劑殘?jiān)h(huán)保； 3）無(wú)焊接點(diǎn)短路、虛焊等缺陷；）無(wú)焊接點(diǎn)短路、虛焊等缺陷； 4）連接器可以不需要螺紋固定；）連接器可以不需要螺紋固定；5）確定的接觸阻抗（良好的高頻特性）；）確定的接觸阻抗（良好的高頻特性）； 6）快速和簡(jiǎn)單的裝配工藝）快速和簡(jiǎn)單的裝配工藝 ； 7）連接器易于更換，維修方便；）連接器易于更換，維修方便；

11、8）純壓接的電路板不必清洗；）純壓接的電路板不必清洗；9）非破壞快速檢查。）非破壞快速檢查。 一、背板壓接的基本知識(shí)6、壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)、壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)1）壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)類型）壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)類型不同廠家生產(chǎn)的壓接式連接器，其壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)也不一樣，不同廠家生產(chǎn)的壓接式連接器，其壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)也不一樣，采用的結(jié)構(gòu)有以下幾種：采用的結(jié)構(gòu)有以下幾種： ABCDEFGHI一、背板壓接的基本知識(shí)2）常用的壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)）常用的壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)二、背板壓接工藝設(shè)計(jì)1、壓接的優(yōu)勢(shì)、壓接的優(yōu)勢(shì) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工藝工藝性能性能可靠性可靠性成本低成本低生產(chǎn)效率高生產(chǎn)效率高維修方便維修方便接觸性好接觸性好散熱性好散熱性好可靠性高可靠性高二、

12、背板壓接工藝設(shè)計(jì)2、壓接的可靠性、壓接的可靠性 二、背板壓接工藝設(shè)計(jì)3、對(duì)印制板的一般設(shè)計(jì)要求、對(duì)印制板的一般設(shè)計(jì)要求 印制板的金屬化孔鍍層均勻，不得有毛刺，孔銅厚度要印制板的金屬化孔鍍層均勻，不得有毛刺，孔銅厚度要求求25m以上，抗剝強(qiáng)度不小于以上，抗剝強(qiáng)度不小于120N； 印制板孔徑精度一般要求為印制板孔徑精度一般要求為0.05mm； 印制板的最大寬度為印制板的最大寬度為400 mm； 印制板上的元器件與連接器的間距要求大于印制板上的元器件與連接器的間距要求大于5mm。二、背板壓接工藝設(shè)計(jì)4、對(duì)印制板的通孔設(shè)計(jì)要求、對(duì)印制板的通孔設(shè)計(jì)要求 一個(gè)高質(zhì)量的壓接式連接的決定因素不僅僅是在允許公差

13、范圍內(nèi)鍍一個(gè)高質(zhì)量的壓接式連接的決定因素不僅僅是在允許公差范圍內(nèi)鍍金通孔的最終尺寸，還在于正確的孔結(jié)構(gòu)，孔徑和銅錫鍍層的厚度必須金通孔的最終尺寸，還在于正確的孔結(jié)構(gòu)，孔徑和銅錫鍍層的厚度必須符合壓接要求。符合壓接要求。 印制板通孔：鍍錫印制板通孔：鍍錫 （EPT）孔徑0.6 mm0.85 mm1.0 mm1.49 mm1.6 mm裸孔0.68-0.72mm0.975-1.025mm1.125-1.175mm1.575-1.625mm1.725-1.775mm銅Min.25mMin.25mMin.25mMin.25mMin.25m錫5-15m5-15m5-15m5-15m5-15m鍍金屬通孔0.

14、55-0.65mm0.83-0.94mm0.94-1.09mm1.39-1.54mm1.51-1.69mm二、背板壓接工藝設(shè)計(jì)二、背板壓接工藝設(shè)計(jì) 印制板通孔：鍍鎳印制板通孔：鍍鎳/金金（EPT） 孔徑0.6 mm0.85 mm1.0 mm1.49 mm1.6 mm裸孔0.68-0.72mm0.975-1.025mm1.125-1.175mm1.575-1.625mm1.725-1.775mm銅Min.25mMin.25mMin.25mMin.25mMin.25m鎳2.5-5m2.5-5m2.5-5m2.5-5m2.5-5m金0.05-0.2m0.05-0.2m0.05-0.2m0.05-0.

15、2m0.05-0.2m鍍金屬通孔0.59-0.65mm0.85-0.94mm1.0-1.09mm1.45-1.54mm1.6-1.69mm 印制板通孔：純銅印制板通孔：純銅 （EPT）孔徑0.6 mm0.85 mm1.0 mm1.49 mm1.6 mm裸孔0.68-0.72mm0.975-1.025mm1.125-1.175mm1.575-1.625mm1.725-1.775mm銅Min.25mMin.25mMin.25mMin.25mMin.25mOSP0.12-0.15m0.12-0.15m0.12-0.15m0.12-0.15m0.12-0.15m鍍金屬通孔0.57-0.65mm0.85

16、-0.94mm1.0-1.09mm1.45-1.54mm1.6-1.69mm二、背板壓接工藝設(shè)計(jì) 印制板通孔印制板通孔（Harting）1、對(duì)壓接的工藝要求、對(duì)壓接的工藝要求 壓接模具要與連接器相對(duì)應(yīng)，不能混用；壓接模具要與連接器相對(duì)應(yīng)，不能混用； 印制板的重復(fù)壓接一般不超過(guò)三次；印制板的重復(fù)壓接一般不超過(guò)三次； 返工時(shí)退出來(lái)的連接器不能再使用。返工時(shí)退出來(lái)的連接器不能再使用。 平壓模和針壓模不能混用。平壓模和針壓模不能混用。三、背板壓接工藝三、背板壓接工藝2、對(duì)背板工藝審查的要求1）背板采用何種工藝？ 采用焊接工藝還是采用壓接工藝？推薦采用壓接工藝，特別是大板。2）壓接工藝必須對(duì)印制板提出特

17、殊要求。 提出印制板孔銅厚度和孔徑精度要求。3）壓接工藝需確認(rèn)連接器壓接方式。 確認(rèn)是平壓連接器還是針壓連接器。4）是否有壓接模具？ 常用的連接器有壓接模具，新連接器要考慮模具。5）審查印制板的尺寸 印制板的尺寸是否超出壓接的最大板面尺寸。6）審查元器件的布局 有些背板上還有元器件，它的布局是否影響壓接，元件與連接器的間距是否滿足壓接要求。7）考慮背板生產(chǎn)工藝流程 背板的布局是否有利于生產(chǎn)，工藝流程是否簡(jiǎn)單。三、背板壓接工藝3、壓接設(shè)備、壓接設(shè)備壓接設(shè)備有手動(dòng)壓接機(jī)、半自動(dòng)壓接機(jī)和全自動(dòng)壓接機(jī)，目壓接設(shè)備有手動(dòng)壓接機(jī)、半自動(dòng)壓接機(jī)和全自動(dòng)壓接機(jī)，目前使用的是半自動(dòng)壓接機(jī)前使用的是半自動(dòng)壓接機(jī)。

18、 手動(dòng)壓接機(jī)手動(dòng)壓接機(jī) 半自動(dòng)壓接機(jī)半自動(dòng)壓接機(jī) 全自動(dòng)壓接機(jī)全自動(dòng)壓接機(jī) 三、背板壓接工藝4、壓接模具、壓接模具壓接模具有壓接上模和壓接下模，壓接上模分為平壓模和針壓模壓接模具有壓接上模和壓接下模，壓接上模分為平壓模和針壓模。1）壓接上模）壓接上模 2）壓接）壓接下模下模 三、背板壓接工藝5、壓接需考慮的因素、壓接需考慮的因素1）壓接針：類型、尺寸、鍍層等。2）PCB孔：尺寸、精度、鍍層。3）壓接設(shè)備：自動(dòng)壓接、半自動(dòng)壓接、手動(dòng)壓接。4）工裝：壓接模具、返修工裝。三、背板壓接工藝6、壓接制造過(guò)程、壓接制造過(guò)程將裝有插座的印制板放于壓接臺(tái)面上，使要壓接的插座正對(duì)將裝有插座的印制板放于壓接臺(tái)面上

19、，使要壓接的插座正對(duì)著下模，上模用一個(gè)平壓模（平壓式插座）或一個(gè)針壓模著下模，上模用一個(gè)平壓模（平壓式插座）或一個(gè)針壓模（針壓式插座），調(diào)整好壓接高度和壓接氣壓，控制手柄將（針壓式插座），調(diào)整好壓接高度和壓接氣壓，控制手柄將插針壓入印制板通孔中。插針壓入印制板通孔中。 三、背板壓接工藝7、針的壓入過(guò)程、針的壓入過(guò)程壓接前針的對(duì)中壓接過(guò)程中壓接完成8、修復(fù)能力、修復(fù)能力下圖是拔出整個(gè)下圖是拔出整個(gè)C型插座的原理。所用拔出工具上有不同深度的孔，用來(lái)型插座的原理。所用拔出工具上有不同深度的孔，用來(lái)導(dǎo)引不同長(zhǎng)度的插頭。工具的另外一端由平板從下方支撐在絕緣器的較低導(dǎo)引不同長(zhǎng)度的插頭。工具的另外一端由平板

20、從下方支撐在絕緣器的較低部分上，從而可以承受拔出力，并使工具不與印制電路板表面相碰。部分上，從而可以承受拔出力，并使工具不與印制電路板表面相碰。 三、背板壓接工藝四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)1、檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意連接器的型號(hào)規(guī)格、安裝位置及安裝方向。、檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意連接器的型號(hào)規(guī)格、安裝位置及安裝方向。2、連接器塑膠殼體良好，無(wú)破損、變形、裂紋和裂縫現(xiàn)象，、連接器塑膠殼體良好，無(wú)破損、變形、裂紋和裂縫現(xiàn)象，插針不得有退出現(xiàn)象。插針不得有退出現(xiàn)象。3、印制板無(wú)損傷和變形。、印制板無(wú)損傷和變形。 4、連接器壓接后不得松動(dòng)。連接器壓接后不得松動(dòng)。 5、連接器壓接的其它檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下表所示。連接器壓接的其它檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)如下

21、表所示。四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目圖例圖例檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)焊盤開(kāi)裂或翹起合格：焊盤無(wú)裂紋和起翹。不合格：焊盤開(kāi)裂和翹起。銹蝕和氧化合格：針體表面光滑平整，無(wú)銹蝕氧化；針體表面鍍層無(wú)翹起、無(wú)剝落；針體表面鍍層金屬色澤均勻，無(wú)發(fā)黑、變色現(xiàn)象。不合格：針體表面銹蝕氧化，鍍層金屬翹起或剝落；針體表面鍍層金屬有發(fā)黑、變色現(xiàn)象。四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)針體高度合格：T0.5mm，T10.5mm。不合格：T0.5mm 或 T10.5mm。針體損傷合格：針體無(wú)損傷和變形；針體有損傷，但損傷區(qū)域的面積不超過(guò)針體表面的20；損傷的深度不超過(guò)針體厚度/寬度的20。不合格：針體呈蘑菇狀；針體有損傷，損傷區(qū)域的面

22、積超過(guò)針體表面的20；針體有損傷，損傷的深度超過(guò)針體厚度/寬度的20%。四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)插針彎曲和扭曲合格：無(wú)針體彎曲和扭曲；R2或在傾斜方向上不超過(guò)針體寬度的50%（二者中取較小值）。不合格：有針體彎曲和扭曲；R2或在傾斜方向上超過(guò)針體寬度的50%。四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連接器過(guò)壓說(shuō)明：H0為壓接前連接器的原始寬度，H為壓接后連接器的寬度合格：H0-H0.5mm不合格：H0-H0.5mm壓接間隙合格：H0.2mm不合格：H0.2mm四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)連接器傾斜合格：0H2H10.2mm不合格：H0.2mm四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) 跪針合格：無(wú)跪針，所有針腳排列整齊、清晰可見(jiàn)，連接器無(wú)偏移。不合格：因跪針而使連接器偏移，針腳排列不整齊，有個(gè)別針腳不可見(jiàn)。四、背板壓接檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)出腳長(zhǎng)度合格：連接器針腳全部透過(guò)PCB壓接孔，無(wú)不出腳，出腳長(zhǎng)度1.5mm