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
發(fā)布時(shí)間：2024-11-19 11:34
關(guān)于PCB板上的壓接孔尺寸，工程師把它和過孔設(shè)計(jì)一樣大，很多人認(rèn)為沒有問題，直到有一天出了案例，影響了交期，增加了成本，才知道這種設(shè)計(jì)確實(shí)有點(diǎn)問題……
一博高速先生成員：王輝東
小凱在京城闖天下，跑市場(chǎng)，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。”
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(zhǎng)。
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(zhǎng)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，壓入力曲線出現(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)己完全形變,與PCB間的干涉力兒乎為零
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
● 大型通信板
優(yōu)點(diǎn)：
● 操作簡(jiǎn)便
● 適宜在任何場(chǎng)合進(jìn)行操作。
● 生產(chǎn)效率高、成本低、無污染
● 維護(hù)簡(jiǎn)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)：
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
