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PCB上压接孔和过孔的孔径和公差要求相同,制造时有何影响

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发表于 2024-11-20 11:42:04 | 显示全部楼层 |阅读模式
一博高速先生成员:王辉东
$ @1 m' ]1 r% j9 v小凯在京城闯天下,跑市场,做PCB业务。
  y! p2 f. [- \# o小马在冿城守着家,画着图,做pcb设计* w+ }9 M3 g% X$ h2 l0 |
异地夫妻,周末相聚,总有说不完的话,道不尽的甜蜜。
) s  L* f# N% x7 x% E( J可是这个周末在互相期盼中小两口见了面,小凯进门就问小马:”媳妇我这儿有个问题,想不明白,想请教下你,可急死我了。”% b/ f$ b' f* m* c2 \& D
现在有个PCB马上要下线生产,工厂的工程确认说过孔和压接孔是同一个尺寸,会导致成本增加和交期变长。
5 h2 S3 d$ v, }# P- M工程EQ如下:  [9 y. Z; U' {
PCB中19.7mil的成品孔径包括压接孔和过孔。光绘中设计为双面阻焊覆盖的我司认为是过孔,但是所有的孔径公差都要求为+-2mil.这个公差要求太严,会导致**时间变长和成本增加。; H0 ^) q+ a5 W) z6 f. G# C  F
工厂发出来的工程确认如下:
8 [! r7 J5 }2 w2 d一个背板PCB上压接孔和过孔同一尺寸,同一孔径公差。' |# n! }& m5 ]0 ?3 I5 O
下图高亮的为过孔。5 Y2 q1 e1 H3 ^# I4 G
小马听完小凯的话,微微一笑,说道:相公莫急,听我娓娓道来。
4 Z! m* o( v9 ]; |( ?" V- Q电路板上有很多孔,大多数孔是用于PCB层与层之间的互连,而另一些孔是用于元件安装到电路板上。
" n: B3 c  ]1 X; X  a钻孔的过程:) D1 Z. I2 j1 b1 h) k/ \
打销钉→上板→ 钻孔 →下板6 t5 ~/ w- ?1 F6 ^5 W) D
钻孔的两个概念:
1 z) m, e, @  [9 [成品孔径:顾名思义,指PCB板上通过钻孔电镀生产完成后的孔径,也就是交货时的最终尺寸。. Y: s2 Z* O! t0 z% H0 f/ Y
一钻咀大小:是指钻咀大小,pcb生产时用的钻头尺寸。
- g! n& C& T& u6 U8 tPCB的成品孔径**过程:
  i# n9 l9 G" I0 I3 P去钻污→ 化学沉铜→ 全板电镀→ 图形电镀2 R) R. S% [5 S9 z7 t- h+ W# p
钻孔的目的:
8 d+ i* N; V. i4 F8 A% ?在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔(导通、插件、定位),通孔电镀后实现导通。2 S1 i, q6 O1 v7 O. r7 D7 U( |6 d" l
压接孔工艺的优点:. y0 |& C1 ]% z1 p
1.  免焊接" @- K+ s$ P' K" @5 }3 r, f1 k
2.  无间隙连接
& c; h! h7 K) R+ B3.  良好的抗震性
- \" }# h4 x: {: y; @4.  较低的压入力
& u7 L2 S% Z8 D; N5.  电路板变形小
1 _8 R, h* h! i# Q压机孔的名词解释:0 x. s( B; Y( R) b1 \( v
Press-Fit也称“压接端子”,该技术是焊接安装的替代解决方案。主要通过冷连接的免焊接方式实现电接触件可靠连接,将鱼眼端压入PCB孔中,通过较小的压入力获得较高夹持力。在压入过程中,鱼眼端产生弹性变形,并**低接触阻抗以及高可靠性的紧密连接。
* H2 x+ N/ q8 x  a9 ?高速连接器采用压接孔工艺,不需要焊接,是连接器直接插入就能固定的孔,通过引脚与孔壁的接触导通电流,从而实现信号传输。' R/ ?5 z+ E7 N8 W- @5 Q6 p: Q% d
压接孔元件的管脚像鱼眼,管脚是带有膨胀功能的,而不是带有螺纹功能的,压接后管脚鱼眼部分和PCB上的孔很好的接触,实现高速信号的传输。
' K2 q  u  l! l0 }/ I. t连接器压入过程:
3 u3 p  h! V  X/ h4 Z1.  端子预放入PCB,缩子尖端进入PCB孔,尚未产生变形。: D4 Q- {# l) @  ^7 _
2.  端子开始压入,鱼眼开始变形,压入过程出现第一波峰' g1 o) d" E9 o5 k8 W" S! h5 t9 r& {
3.  端子继续压入,鱼眼形变压合,变形最减小,插入力略有减小9 L, D: w% U+ O$ l2 q( q
4.  端子继续下压,鱼眼形变压合变形,压入力曲线出现第二波峰" ^0 L% M% z$ [) L9 K
5. 端子拨出时,保持力迅速到达峰值,随即迅速减小
( g% Y# P! F% H: s1 \& z6.  端子继续拔除,过渡区和插入区此时己完全形变,与PCB间的干涉力儿乎为零" @- _, i; X5 j8 q
压接技术应用的PCB范围:* S( k& `7 M% \" U9 T% t/ N% m# h
●   高速背板* a# @  g8 L6 r; U4 D  A4 V
●  有高速连接器的子板,往背板上插的子板
5 \- [0 s/ r4 {! y9 W: c+ V8 V- n●  大型通信板; K( o/ @( ~0 r7 I
优点:6 R+ C% h) {5 ?
●   操作简便% i% x: X, B$ @7 X
●  适宜在任何场合进行操作。
& N5 |" R5 u' y1 U/ Y+ i2 W●  生产效率高、成本低、无污染8 o- w* `6 M, o( N: K- E4 E3 W
●  维护简便* v7 G8 l* Z, }* E- F, P, P( V
●  压接孔尺寸公差没有特殊标示,工厂按IPC-6012的标准去管控此类孔的公差,导致装配时因孔径太大或太小,出现接触不良和无法压接,导致“跪针”现象。
* K, a6 n8 W$ |4 V' r& n; F( E( v常规压接孔精度要求: PCB上的压接孔的孔径公差为+/-0.05mm,有的甚至更严+/-0.025mm。2 S2 b3 L; e' ~. {1 g( a* {- h% e
常规PCB中金属化孔的精度要求:常规非压接孔的金属化孔的要求+/-0.075mm。$ E0 T  p, @& P; |. e! X
PCB的制作过程中,钻孔是一个非常重要的环节。特别是压接孔。
, E4 l# W6 j- j# C' y( k& X. X8 b( ^' w在实际生产时,压机孔的孔径管控方法,需要频繁的调整钻机程序和更换新的钻咀,来管控一钻孔大小,因为钻咀在高速运转时,会在不断的磨损变小,从而导致成品孔径变小,导致压接时失效。
) B& h  m6 O/ k7 `/ q, s6 v* d在进行PCB压接钻孔的过程中,需要注意以下几点:6 t; s9 J. P# c" o4 @
2 q8 r! [$ w7 t+ T0 a' B+ {+ ?
1.  钻头选择,根据PCB设计要求选择合适的钻头,确保钻孔的成品大小和形状,特别是孔径公差要符合要求。
, h" ?9 R8 \8 \) `/ x  ^* F2.  钻孔精度,钻孔的精度直接影响到PCB的质量,因此在钻孔过程中需要严格控制钻头的相对坐标和深度,从而满足孔位公差。
+ A+ a! B+ }# d3.  钻孔速度,钻孔速度过快会导致PCB表面损伤,速度过慢则会影响效率,需要根据实际情况选择合适的钻孔速度。  C' E4 O" ]6 w0 ?
4.  孔壁清洁,钻孔后需要及时清洁孔壁,以防止残留的金属屑或碎屑影响PCB的使用,可以选用化学除胶渣或等离子去钻污等工序进行处理。
9 A* c9 J# Q" i' z# W& j; ^2 ]- O5.  表面处理,表面处理可以采用沉金、OSP等方式,以保护钻孔孔壁防止氧化和提高PCB的稳定性。
4 }4 u" V8 D: G9 `成品孔径过大导致的压接后,连接器松动脱落。
- f) |+ H3 W) L4 A6 p- h# \! U8 _压接孔成孔径过小,导致连接器压入失败,跪针。
; n/ z& ~& i2 |6 Y' R+ x2 rIPC-6012里面规定的常规孔径公差为:+-0.1mm5 V$ `! Q! X: R( }) v* `
印刷电路板有许多方面将直接影响其成本及其制造能力。钻孔的尺寸本身就对价格有重大影响。* q+ {0 i0 t% U# X9 u/ b, W0 o/ Z9 b
相同的钻头直径: 如果您的板上有大量直径相同的钻头,则可能会在钻孔过程中导致成品孔径发生变化。这种变化可能会导致装配失效。更好的做法是更改一些钻头尺寸,以减少一种尺寸的钻孔数量。
4 Y4 V. ]; q  {压接孔需要管控成品孔径公差,而过孔通常不需要管控孔径公差(特殊情况除外),如果过孔和压接孔都按同一公差管控,会导致在钻孔**时,更换钻咀的频率增加,从而增加成本和交期。
& C. ^7 d9 s9 S听完小**话,小凯如醍醐灌顶,感叹老婆知识渊博,讲解到位。
7 f9 q; r7 f  L7 a' Q小马说还有更到位的马上来了,这个周三高速先生来天津开研讨会了,干货多多,人间值得,大家约起来。
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" L0 T5 M$ m. A/ M, X
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