《電子技術(shù)應(yīng)用》
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壓配合技術(shù)在汽車電子中的應(yīng)用

2016-07-08

  對于經(jīng)濟型的車載導航,、信息娛樂系統(tǒng),、電動和混合動力傳動系統(tǒng)來說,,市場需求一直極為高漲,。各種先進的車輛安全功能,例如防抱死制動,、穩(wěn)定性控制以及傳感器控制的胎壓監(jiān)測等,,都在蓬勃的發(fā)展。汽車制造商需要經(jīng)濟高效的策略從而設(shè)計并裝配出高耐久性的電氣與電子系統(tǒng),。

  制造商正在逐漸轉(zhuǎn)為采用壓配合技術(shù)來加強和替換焊接位置,。在壓配合技術(shù)中,彈性銷和鍍層通孔 (PTH) 是主要的組成部分,。PTH 鉆入到分層電路板中,,采取電鍍工藝,一般采用鍍銅,,從而在壓配合銷的插入部分上形成電路,。主要的優(yōu)勢在于連接和電氣觸點高度可靠,。

  其他行業(yè)中使用的標準壓配合形式在受控環(huán)境應(yīng)用下也可發(fā)揮良好的作用,。汽車應(yīng)用要求具有更高的載流容量,并且能夠更好的耐受振動,、熱沖擊和各種環(huán)境條件,。技術(shù)上的進步可以解決這些挑戰(zhàn),說服 OEM 以及汽車行業(yè)的一級供應(yīng)商從波峰焊工藝轉(zhuǎn)換為壓配合技術(shù)。

  壓配合的接口選項

  壓配合銷也稱為順應(yīng)針,,一般采用彈性橫截面,,直徑超過 PTH。在裝配過程中,,壓配合銷的壓配合區(qū)域發(fā)生變形,,產(chǎn)生與剛性 PTH 的接口。壓配合銷集成到汽車連接器與模塊當中,,與非順應(yīng)式的實心插針相比,,可以為 PTH 提供更大的公差。壓配合連接器提供多種尺寸,、形狀,、樣式與螺距,根據(jù)具體應(yīng)用的要求,,可采取單銷或任何數(shù)量的多銷形式,。

  柔性壓配合銷的反應(yīng)速度接近彈簧,有助于保護 PTH 的完整性,。印刷電路板基板上鍍層鉆孔的孔公差較小,,因此,鍍層厚度會直接影響到插入力,,必須嚴格控制以達到適宜的銷插入效果,,而不會造成鍍銀情況下常見的過度摩擦問題。

  這樣可以實現(xiàn)永久性的連接,,高度可靠,,帶來耐沖擊的氣密接口而不存在腐蝕的風險。入口角度是一個重要的參數(shù),,能夠影響到插入力并防止 PTH 損壞,。順應(yīng)區(qū)域外表面的輪廓也可在很大程度上幫助確定插入力,以及減輕對側(cè)壁位置的潛在損傷,。

  壓配合銷連接可同時用于印刷電路板的兩側(cè),,實現(xiàn)靈活的雙側(cè)通孔和 SMT 印刷電路板裝配。多層堆疊的印刷電路板可能需要使用板對板的壓配合尾插,。在發(fā)動機和變速箱模塊的尺寸日益減小的過程中,,壓配合銷可以幫助在緊密的銷配置中保護靈敏的組件并節(jié)約寶貴的空間。在尺寸更小的封裝應(yīng)用中,,例如傳感器和交換機等,,壓配合銷往往直接在外殼內(nèi)部成型。

  對于汽車應(yīng)用來說,,尤其重要的一點是要在低插入力和高保持力之間實現(xiàn)良好的平衡,。經(jīng)濟型的“針眼”(EON) 接口是一種非常流行,、客戶首選的壓配合樣式,具有出色的電氣接觸效果與保持力,,確保惡劣條件下的連接效果,。

  插入力過度的影響

  錫須:

  在純錫的表面上,應(yīng)力會促進錫須的增長,,導致印刷電路板的軌道之間發(fā)生短路,,危害到模塊的功能。減輕錫須生長的設(shè)計指導原則包括減輕插入力,,以及縮減錫表面的厚度,。

  射流效應(yīng)

  在壓配合銷的插入過程中,印刷電路板會發(fā)生機械損傷,。如果摩擦過大,,那么表面會刮向下方,達到壓入方向的前部,,這樣又會進一步加劇摩擦,。PTH 最終會被切下,向外推出到底部位置,。減小插入力即可避免發(fā)生射流效應(yīng),。

  增白效應(yīng):

  在壓配合銷抵達最終位置后,印刷電路板各層組成的結(jié)構(gòu)將受壓配合銷力的壓迫,。如果施加過度的力或者 PTH 發(fā)生不穩(wěn)定,,那么受力會導致印刷電路板部分分層。經(jīng)過一段時間后裂縫會使水分進入,,導致隔離性能降低,。降低插入力,并且采用高品質(zhì)的印刷電路板產(chǎn)品,,可以減輕增白效應(yīng),。

  壓配合材料厚度、標稱印刷電路板孔徑,、配對葉片寬度:

  壓配合材料厚度(毫米)標稱印刷電路板孔徑(毫米)配對葉片寬度(毫米)

  壓配合技術(shù)在汽車電子中的應(yīng)用1

  熱設(shè)計上的優(yōu)勢

  大多數(shù)的汽車應(yīng)用對于乘客艙電子組件屬于 SAE 二級 (105°C) 分類,,對于發(fā)動機罩下電子組件屬于 SAE 三級 (125°C) 分類。SAE 四級 (150°C) 分類應(yīng)用較為少見,。

  如果需要二次焊接,,則工藝中產(chǎn)生的熱可造成印刷電路板以及連接的電子組件損壞。壓配合技術(shù)可以完全消除多余的熱循環(huán),,通過施力即可實現(xiàn)裝配工藝中的二次連接,。

  減排和燃油經(jīng)濟性方面的技術(shù),以及車載電子,、導航和安全功能等,,都會在發(fā)動機艙內(nèi)部積聚起熱量。壓配合銷提供的接口高度可靠,,自然耗散熱量,,與焊接接縫相比熱閾值要高得多,而故障率則較低,。壓配合銷適用于從較低到極高電流的應(yīng)用,,不會產(chǎn)生焊接接縫中常見的熱積聚。

  壓配合銷無需高溫焊接工藝,,不存在裝配工藝中焊料結(jié)塊彈出的風險,,也不會出現(xiàn)冷焊點和焊劑殘渣,而這些都會潛在的導致短路或印刷電路板損壞,。

  遷移到壓配合銷技術(shù)

  在從焊接遷移到壓配合銷技術(shù)的過程中,,重要的一點是要與經(jīng)驗豐富的供應(yīng)商合作。很多因素都會影響到壓配合銷的阻力,,其中包括材料厚度,、葉片寬度和印刷電路板的 PTH 直徑等。即使鍍層直徑發(fā)生微小的變化,,也會對插入力和保持力產(chǎn)生巨大的影響,。這類變化可以決定是不斷出現(xiàn)關(guān)鍵性的故障,還是實現(xiàn)高性能的連接效果,。

  在行業(yè)標準不斷演進的過程中,,壓配合銷技術(shù)所實現(xiàn)的銷間距也越來越窄,尺寸也越來越小,,與逐步提高的密度,、電子和電氣化的發(fā)展趨勢相適應(yīng)。通過通用的壓配合技術(shù),,汽車制造商可以實現(xiàn)顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,,節(jié)省印刷電路板的裝配成本,同時滿足嚴格的制造要求以及全球計劃的需求,?! τ诮?jīng)濟型的車載導航、信息娛樂系統(tǒng),、電動和混合動力傳動系統(tǒng)來說,,市場需求一直極為高漲。各種先進的車輛安全功能,,例如防抱死制動,、穩(wěn)定性控制以及傳感器控制的胎壓監(jiān)測等,都在蓬勃的發(fā)展,。汽車制造商需要經(jīng)濟高效的策略從而設(shè)計并裝配出高耐久性的電氣與電子系統(tǒng),。

  制造商正在逐漸轉(zhuǎn)為采用壓配合技術(shù)來加強和替換焊接位置,。在壓配合技術(shù)中,彈性銷和鍍層通孔 (PTH) 是主要的組成部分,。PTH 鉆入到分層電路板中,,采取電鍍工藝,一般采用鍍銅,,從而在壓配合銷的插入部分上形成電路,。主要的優(yōu)勢在于連接和電氣觸點高度可靠。

  其他行業(yè)中使用的標準壓配合形式在受控環(huán)境應(yīng)用下也可發(fā)揮良好的作用,。汽車應(yīng)用要求具有更高的載流容量,,并且能夠更好的耐受振動、熱沖擊和各種環(huán)境條件,。技術(shù)上的進步可以解決這些挑戰(zhàn),,說服 OEM 以及汽車行業(yè)的一級供應(yīng)商從波峰焊工藝轉(zhuǎn)換為壓配合技術(shù)。

  壓配合的接口選項

  壓配合銷也稱為順應(yīng)針,,一般采用彈性橫截面,,直徑超過 PTH。在裝配過程中,,壓配合銷的壓配合區(qū)域發(fā)生變形,,產(chǎn)生與剛性 PTH 的接口。壓配合銷集成到汽車連接器與模塊當中,,與非順應(yīng)式的實心插針相比,,可以為 PTH 提供更大的公差。壓配合連接器提供多種尺寸,、形狀,、樣式與螺距,根據(jù)具體應(yīng)用的要求,,可采取單銷或任何數(shù)量的多銷形式,。

  柔性壓配合銷的反應(yīng)速度接近彈簧,有助于保護 PTH 的完整性,。印刷電路板基板上鍍層鉆孔的孔公差較小,,因此,鍍層厚度會直接影響到插入力,,必須嚴格控制以達到適宜的銷插入效果,,而不會造成鍍銀情況下常見的過度摩擦問題。

  這樣可以實現(xiàn)永久性的連接,,高度可靠,,帶來耐沖擊的氣密接口而不存在腐蝕的風險。入口角度是一個重要的參數(shù),,能夠影響到插入力并防止 PTH 損壞,。順應(yīng)區(qū)域外表面的輪廓也可在很大程度上幫助確定插入力,,以及減輕對側(cè)壁位置的潛在損傷。

  壓配合銷連接可同時用于印刷電路板的兩側(cè),,實現(xiàn)靈活的雙側(cè)通孔和 SMT 印刷電路板裝配,。多層堆疊的印刷電路板可能需要使用板對板的壓配合尾插。在發(fā)動機和變速箱模塊的尺寸日益減小的過程中,,壓配合銷可以幫助在緊密的銷配置中保護靈敏的組件并節(jié)約寶貴的空間,。在尺寸更小的封裝應(yīng)用中,,例如傳感器和交換機等,,壓配合銷往往直接在外殼內(nèi)部成型。

  對于汽車應(yīng)用來說,,尤其重要的一點是要在低插入力和高保持力之間實現(xiàn)良好的平衡,。經(jīng)濟型的“針眼”(EON) 接口是一種非常流行、客戶首選的壓配合樣式,,具有出色的電氣接觸效果與保持力,,確保惡劣條件下的連接效果。

  插入力過度的影響

  錫須:

  在純錫的表面上,,應(yīng)力會促進錫須的增長,,導致印刷電路板的軌道之間發(fā)生短路,危害到模塊的功能,。減輕錫須生長的設(shè)計指導原則包括減輕插入力,,以及縮減錫表面的厚度。

  射流效應(yīng):

  在壓配合銷的插入過程中,,印刷電路板會發(fā)生機械損傷,。如果摩擦過大,那么表面會刮向下方,,達到壓入方向的前部,,這樣又會進一步加劇摩擦。PTH 最終會被切下,,向外推出到底部位置,。減小插入力即可避免發(fā)生射流效應(yīng)。

  增白效應(yīng)

  在壓配合銷抵達最終位置后,,印刷電路板各層組成的結(jié)構(gòu)將受壓配合銷力的壓迫,。如果施加過度的力或者 PTH 發(fā)生不穩(wěn)定,那么受力會導致印刷電路板部分分層,。經(jīng)過一段時間后裂縫會使水分進入,,導致隔離性能降低。降低插入力,,并且采用高品質(zhì)的印刷電路板產(chǎn)品,,可以減輕增白效應(yīng),。

  壓配合材料厚度、標稱印刷電路板孔徑,、配對葉片寬度:

  壓配合材料厚度(毫米)標稱印刷電路板孔徑(毫米)配對葉片寬度(毫米)

  壓配合技術(shù)在汽車電子中的應(yīng)用1

  熱設(shè)計上的優(yōu)勢

  大多數(shù)的汽車應(yīng)用對于乘客艙電子組件屬于 SAE 二級 (105°C) 分類,,對于發(fā)動機罩下電子組件屬于 SAE 三級 (125°C) 分類。SAE 四級 (150°C) 分類應(yīng)用較為少見,。

  如果需要二次焊接,,則工藝中產(chǎn)生的熱可造成印刷電路板以及連接的電子組件損壞。壓配合技術(shù)可以完全消除多余的熱循環(huán),,通過施力即可實現(xiàn)裝配工藝中的二次連接,。

  減排和燃油經(jīng)濟性方面的技術(shù),以及車載電子,、導航和安全功能等,,都會在發(fā)動機艙內(nèi)部積聚起熱量。壓配合銷提供的接口高度可靠,,自然耗散熱量,,與焊接接縫相比熱閾值要高得多,而故障率則較低,。壓配合銷適用于從較低到極高電流的應(yīng)用,,不會產(chǎn)生焊接接縫中常見的熱積聚。

  壓配合銷無需高溫焊接工藝,,不存在裝配工藝中焊料結(jié)塊彈出的風險,,也不會出現(xiàn)冷焊點和焊劑殘渣,而這些都會潛在的導致短路或印刷電路板損壞,。

  遷移到壓配合銷技術(shù)

  在從焊接遷移到壓配合銷技術(shù)的過程中,,重要的一點是要與經(jīng)驗豐富的供應(yīng)商合作。很多因素都會影響到壓配合銷的阻力,,其中包括材料厚度,、葉片寬度和印刷電路板的 PTH 直徑等。即使鍍層直徑發(fā)生微小的變化,,也會對插入力和保持力產(chǎn)生巨大的影響,。這類變化可以決定是不斷出現(xiàn)關(guān)鍵性的故障,還是實現(xiàn)高性能的連接效果,。

  在行業(yè)標準不斷演進的過程中,,壓配合銷技術(shù)所實現(xiàn)的銷間距也越來越窄,尺寸也越來越小,,與逐步提高的密度,、電子和電氣化的發(fā)展趨勢相適應(yīng)。通過通用的壓配合技術(shù),汽車制造商可以實現(xiàn)顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,,節(jié)省印刷電路板的裝配成本,,同時滿足嚴格的制造要求以及全球計劃的需求。


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