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【希腾通用技术课堂】Press-Fit装联技术(1)

来源:本站   发布时间: 2022-07-06 12:49:13   浏览:2866次  字号: [大] [中] [小] [收藏]
汽车电子控制系统作为汽车中涉及安全、节能环保的关键系统。已成为目前世界各汽车强国竞相研发的热点。汽车上的控制系统越来越复杂、越来越智能也越来越灵活。和传统的家用消费电子、军用的航空和航天电子横向比较,汽车电子显示出了较强的独立性。
近期【希腾通用技术课堂】将为大家介绍汽车电子基础知识以及汽车电子装联中的Press-Fit压装技术,下面就让我们走进汽车电子的世界吧。
 
汽车电子特点
· 实时性要求非常高,以满足车辆高速移动时的安全性和发动机精确控制的需要。
· 能够满足苛刻和剧烈变化的环境要求,这些要求可能来自温度变化。如:日本要求装在发动机舱的电子元件都要经过-40℃和120℃的放置实验,同时还要经过低温和高温的工作性能检查实验等。
· 具有高度的灵活(flexibility)和可靠性(reliability)。 
· 很强的机电结合、复杂的软件和硬件结合,以及制算法和MAP图数据相结合。 
· 实现系列化、规模化、大批量和低成本生产。
 
综上所述,汽车电子上的装配技术要求要远高于传统的电子行业的技术要求。汽车电子的各项测试要求(基于IEC,EIA和SAE等国际标准),包括振动、机械性能及热冲击测试。
 
电子装联技术
电子装联技术是电子信息技术和电子行业的支撑技术,是衡量一个国家综合实力和科技发展水平的重要标志之一,是电子产品实现小型化、轻量化、多功能化、智能化和高可靠性的关键技术
电子装联技术( Electronic Assembly ):电子或电气产品在形成过程中产生的电连接和装配的工艺过程。将电子元器件焊接、装配在基板(PCB、铝基板、陶瓷基板等上的过程。
电子装联的过程就是把电子元器件:无源器件,有源器件,接插件等按着设计的要求——装焊图或电原理图,准确无误的装(焊)到基板上的指定焊盘上,并且保证各焊点符合标准规定的物理特性和电特性的要求。
电连接:常见的有焊接、插接、绕接、铆接、压接。
基板:PCB、铝基板、陶瓷基板、纸基板。
 
基于汽车电子的高度智能化和融合化,对汽车电子的装联技术的要求也越来越高。下面我们将对汽车电子装联中的一种无焊连接技术Press-Fit压装技术进行介绍。
 
Press-Fit装联压接技术
Press-Fit压接技术由弹性可变形插针或刚性插针与PCB金属化孔配合而形成的一种连接。在插针与金属化孔之间形成紧密的接触点,靠机械连接实现电气互连。为了形成紧密的配合,针脚的横截面尺寸必须大于PCB金属化孔孔径,在压接过程中,针脚横截面或金属化孔要产生变形。Press-fit技术是一种无焊接连接Pin技术。它的设计及测试能够达到汽车电子的各项测试要求(基于IEC,EIA和SAE等国际标准),其中包括振动、机械性能及热冲击(温度高达125℃)测试。
这种技术允许组装端子与印刷电路板(PCB)电镀通孔进行连接,通过这种技术可以实现一种机械式电导通与维护而无需使用焊接技术。
与传统焊接技术相比,压接连接的特点及优势体现在:
· PCB上无热应力产生;
· 无影响可靠连接的焊剂残渣、锡珠等导电物质;
· 无焊接中常见的虚焊、短路、透锡不良现象;
· 连接器压接后,一般无需再用螺钉与 PCB 固定;
· 使用长插针连接器压接时,PCB 背后伸出的针脚可作为背面插针,实现双面连接;
· 有确定的接触阻抗和良好的高频性能;
· 压接效率高且成本低;
· 可重复装联(不超过三次);
· 压接后免清洗,成本降低,环保安全。
 
Press-Fit压接的历史
1)1970年:硬性压接;
2)1974年:C-press、Eye of the Needle柔性压接;
3)1983年:Tcom press-fit section柔性压接;
4)1980’S:应用于通信行业;
5)1990'S:应用于通信行业和汽车行业;
6)2000'S:大量应用于通信、汽车、机车和军事行业。
不同厂家生产的压接式连接器,其压接区的结构也不一样,采用的结构有以下几种:
不同品牌Pin针的结构、尺寸、材质不一样决定了压入力,保持力等技术指标也是不同的,可以参考以下标准,对印制板的一般设计要求:
1)金属化孔镀层均匀,不得有毛刺,孔铜厚度要求25μm以上,抗剥强度不小于120N;
2)孔径精度一般要求为±0.05mm;
3)最大宽度为400 mm;
4)元器件与连接器的间距要求大于5mm。
压入力和保持力:
1)每根插针的有效压入力最好不要超过150N;
2)德国工业标准41611中规定了连接器插针的最小保持力要求。
 
 
Press-Fit Pin针
上文提到不同厂家、不同款式的Press-Fit的Pin针技术参数都是不尽相同的,我们在选择Pin针时,需要查询相应厂家的技术资料,确认PCB开孔尺寸、插入力等技术指标哦。
 

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