press-fit-設(shè)計(jì)高級(jí)技巧-newPPT優(yōu)秀課件

1、Page:1Press-fit端子端子魚(yú)眼孔設(shè)魚(yú)眼孔設(shè)計(jì)計(jì)介紹介紹Page:2前前 言言 電子連接器與PCB連接的方式主要分為press-fit, through hole solder和SMT.其中Press-fit型連接器以其低成本,高效率,操作簡(jiǎn)單,可靠性高而廣泛應(yīng)用于通訊,計(jì)算機(jī)等產(chǎn)業(yè). 業(yè)界上對(duì)Press-fit端子設(shè)計(jì)有各種形態(tài),各有優(yōu)缺點(diǎn).而在其中, EON (Eye of Needle),或稱做魚(yú)眼孔端子是應(yīng)用最為廣泛的端子結(jié)構(gòu). 此教材參考了FEA部門(mén)對(duì)魚(yú)眼結(jié)構(gòu)的分析,借鑒其對(duì)魚(yú)眼功能區(qū)的分類及設(shè)計(jì)概念.同時(shí)增加了工作中積累的相關(guān)經(jīng)驗(yàn).對(duì)魚(yú)眼孔的結(jié)構(gòu),功能,設(shè)計(jì)方法和要點(diǎn)做了

2、補(bǔ)充. Page:3目目 錄錄(一) Press-fit端子簡(jiǎn)介(二)魚(yú)眼孔插拔過(guò)程分析(三)魚(yú)眼孔功能區(qū)的劃分(四) 魚(yú)眼孔形狀分析 a.預(yù)插區(qū) b.插入?yún)^(qū) c.過(guò)渡區(qū) d.保持區(qū) e.強(qiáng)度區(qū)(五) Summary (六)整體設(shè)計(jì)常用方法介紹(七)補(bǔ)充說(shuō)明Page:4FCIs PATENTED“H” shape pin1.1幾種常見(jiàn)的press-fit端子結(jié)構(gòu)( (一一) )Press-fitPress-fit端子簡(jiǎn)介端子簡(jiǎn)介附件介紹了一些其他形態(tài)的press-fit端子設(shè)計(jì)及專利.Page:5AdvantageDisadvantageEONMost popular designVery s

3、ensitive to Adaptable to many materialsymmetry and positionthicknesses and hole sizesAction Pineasily adapts to different holesPin tends to rotatePTH distortion highVery sensitive to blank width“C” SectionConsistent insertion/retention Difficult to make for small hole forceLow PTH Distortion “H” Sec

4、tion easily control the T.P of tail Difficult to manufacture1.2幾種常見(jiàn)的press-fit端子優(yōu)劣對(duì)比( (一一) )Press-fitPress-fit端子簡(jiǎn)介端子簡(jiǎn)介Page:6Plated-ThroughHole Diameter Drilled HoleDiameterPlating ThicknessPlated-ThroughHole DiameterCopper*Tin-LeadD0.70mm(D-0.11) 0.0250.025Min0.015maxD 0.0750.81-0.860.025Min0.015max0

5、.65-0.80D0.70mm(D-0.075) 0.0250.025Min0.015maxD 0.050.7350.7850.025Min0.015max0.6350.735 * Maximum hardness of copper layer is 150 KnoopNotes: Recommended annular ring diameter is holediameter plus 0.51( (一一) )Press-fitPress-fit端子簡(jiǎn)介端子簡(jiǎn)介2.PCB規(guī)格說(shuō)明Page:7Compliant PinCompliant Pin之功能性要求：之功能性要求：Compliant

6、 Pin(Press Fit Tech)之主要發(fā)展目的有二：(1)組裝簡(jiǎn)單：不經(jīng)Soldering制程即可,使連接器與PCB有緊密之結(jié)合以傳導(dǎo)電氣訊號(hào).(2)可置換性：若此連接器損壞，可直接自PCB移除，更換另一個(gè)新的連接器即可。針對(duì)以上兩點(diǎn)要求，(1)CompliantPin于插入PTH后必需與PTH有緊密之結(jié)合，兩者間的接觸阻抗必需夠低 以供傳輸訊號(hào)；(2)插入PTH后，不可過(guò)度破壞PTH的鍍層或造成孔徑的太大變形，以免使得更換連接 器時(shí)此PTH已不能使用。Bellcore對(duì)CompliantPin的規(guī)格要求包括：(1)最大插入力：45lb Max./per pin(2)最小拔出力：3lb

7、 Min./per pin(3)LLCR of Compliant Pin：1m-ohm(4)孔變形量：小于0.0015inch(5)最小銅箔厚度：大于0.0003inch( (一一) )Press-fitPress-fit端子簡(jiǎn)介端子簡(jiǎn)介Page:8( (二二) )魚(yú)眼孔插拔過(guò)程魚(yú)眼孔插拔過(guò)程分析分析魚(yú)眼孔端子插拔力曲線圖魚(yú)眼孔端子插拔力曲線圖壓入力曲線保持力曲線Force: kgf位移(mm)0插入力第二波峰插入力第一波峰拔出力最大值預(yù)插預(yù)插開(kāi)始干涉開(kāi)始干涉壓入到位壓入到位插入力減小插入力減小Page:9( (二二) )魚(yú)眼孔插拔過(guò)程魚(yú)眼孔插拔過(guò)程分析分析端子預(yù)放入PCB. 端子尖端進(jìn)入P

8、CB孔,尚未產(chǎn)生變形.端子開(kāi)始?jí)喝?魚(yú)眼開(kāi)始變形,壓入過(guò)程出現(xiàn)第一波峰端子繼續(xù)壓入,魚(yú)眼形變壓合, 變形量減小,插入力略有減小.端子繼續(xù)下壓,魚(yú)眼形變壓合變形,壓入力曲線出現(xiàn)第二波峰.端子拔出時(shí),保持力迅速到達(dá)峰值,隨即迅速減小.端子繼續(xù)拔除,過(guò)渡區(qū)和插入?yún)^(qū)此時(shí)已完全形變,與PCB間的干涉力幾乎為零.234Page:10Press-fit結(jié)構(gòu)功能區(qū)區(qū)域功能說(shuō)明端子強(qiáng)度區(qū)保持力區(qū)過(guò)渡區(qū)插入?yún)^(qū)預(yù)插區(qū)將press-fit部分導(dǎo)入到PCB產(chǎn)生插入力(第一波峰)連接插入?yún)^(qū)和保持力區(qū),使插入平穩(wěn)產(chǎn)生插入力(第二波峰)及保持力提供端子本身強(qiáng)度,防止插入時(shí)挫曲( (三三) )魚(yú)眼孔功能區(qū)的劃分魚(yú)眼孔功能區(qū)的劃

9、分依據(jù)插拔力曲線,將魚(yú)眼結(jié)構(gòu)劃分為5個(gè)功能區(qū),各功能區(qū)的位置,名稱,及功能如下表所示.詳細(xì)內(nèi)容Page:11( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析預(yù)插區(qū)預(yù)插區(qū)SECTION A-ACoin123AA基本功能基本功能: : 產(chǎn)品預(yù)放於PCB,此時(shí)press-fit導(dǎo)入PCB孔,將初產(chǎn)品定位.主要特征主要特征: :1.Lead-in結(jié)構(gòu),方便預(yù)插. 主要形態(tài)包括:四面倒角,雙面倒角;從工藝角度 分為沖壓成型,自動(dòng)化裁切及V-cut折彎等.2.Coin結(jié)構(gòu),防止預(yù)插時(shí)劃傷PCB孔銅鉑層.3.不同taillength通過(guò)改變此部分長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn).設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn): :1.Lead-in結(jié)構(gòu): 設(shè)計(jì)時(shí)需

10、考慮PCB孔徑大小,孔正位度及連接器端 子正度.保證在worst case下,端子仍位于PCB孔內(nèi).2.角度越小越好,可減小壓入時(shí)產(chǎn)生的沖擊力.Page:12基本功能基本功能: : 端子與PCB開(kāi)始產(chǎn)生干涉,插入力出現(xiàn)第一波峰.主要特征主要特征: :1.內(nèi)外魚(yú)眼形成兩個(gè)簡(jiǎn)支梁.2.外魚(yú)眼四棱角增加Coin結(jié)構(gòu),防止插入過(guò)程中劃傷 PCB孔銅鉑層.設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn): :1. 因端子開(kāi)始?jí)喝霑r(shí)與PCB間的沖擊,設(shè)計(jì)中應(yīng)避免 開(kāi)始時(shí)的干涉過(guò)大.防止因插入力過(guò)大而造成的端 子折斷,挫曲等問(wèn)題.2.可通過(guò)調(diào)整兩個(gè)簡(jiǎn)單支梁寬度厚度,以改變與PCB 間的干涉力.3.設(shè)計(jì)時(shí)需注意魚(yú)眼內(nèi)孔下緣位置,請(qǐng)參考下頁(yè).

11、插入?yún)^(qū)插入?yún)^(qū)( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:13PCBPCB0.65mm min.0.65mm min.0.08此處應(yīng)避免硬干涉PCB0.65mm min.0.10PCB孔變形嚴(yán)重,插入力較大.PCB孔變形較小,插入力也較小.Good design( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:14過(guò)渡區(qū)過(guò)渡區(qū)基本功能基本功能: : 連接插入?yún)^(qū)與保持力區(qū).主要特征主要特征: :1.魚(yú)眼結(jié)構(gòu)中最寬的部位,并不是提供端子插拔力最 大的部位.因端子壓入預(yù)插區(qū)時(shí),端子兩側(cè)臂發(fā)生 形變,此時(shí)過(guò)度區(qū)跟著發(fā)生變形,其寬度已經(jīng)變小.2.外魚(yú)眼四棱角增加Coin結(jié)構(gòu),防止插入過(guò)程中劃

12、傷 PCB孔銅鉑層.3.內(nèi)外形狀多為圓弧連接.曲線過(guò)度平穩(wěn).設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn): :1.過(guò)度區(qū)位于魚(yú)眼中心位置,端子壓入PCB后此部分 應(yīng)位于PCB內(nèi)部.否則可能回彈,造成壓入不到位.2.內(nèi)外魚(yú)眼對(duì)稱度需要嚴(yán)格管控.其插拔力及插入后 tail的正位度對(duì)魚(yú)眼的對(duì)稱性要求很高.( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:15保持力區(qū)保持力區(qū)基本功能基本功能: : 端子與PCB產(chǎn)生干涉,插入力出現(xiàn)第二波峰.端子壓入完畢,提供保持力.主要特征主要特征: :1.內(nèi)外魚(yú)眼形成兩個(gè)簡(jiǎn)支梁.2.外魚(yú)眼四棱角增加Coin結(jié)構(gòu),防止插入過(guò)程中劃傷 PCB孔銅鉑層.設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn): :1.為增加端子保持力

13、,在允許范圍內(nèi)盡量增大端子與 PCB孔間干涉量.2.可通過(guò)調(diào)整兩個(gè)簡(jiǎn)單支梁寬度厚度,以改變與PCB 間的干涉力.3.設(shè)計(jì)上一般使壓入深度低于內(nèi)魚(yú)眼上緣.若壓入深 度高于內(nèi)魚(yú)眼上緣,則要避免硬干涉產(chǎn)生.請(qǐng)參考 下頁(yè).( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:16PCB上表面(圖1)(圖2)(圖3)1.設(shè)計(jì)上使壓入深度低于內(nèi)魚(yú)眼上緣.可保證PCB與端子根部不會(huì)發(fā)生硬干 涉.如上圖3.2.若壓入深度高與內(nèi)魚(yú)眼上緣,需保證干涉位置低于內(nèi)魚(yú)眼上緣.( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:17強(qiáng)度區(qū)強(qiáng)度區(qū)基本功能基本功能: : 提供端子本身強(qiáng)度,防止插入時(shí)挫曲設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)要點(diǎn):

14、:在不影響保持力區(qū)域的前提下,盡量增加端子根部寬度,防止端子在壓入時(shí)發(fā)生彎曲,折斷,挫曲等不良.較好的設(shè)計(jì)原設(shè)計(jì)( (四四) )魚(yú)眼孔形狀分析魚(yú)眼孔形狀分析Page:18Items:Key IssueReasonBKM參考條件1端子無(wú)法放入PCBLead in不足增加lead inPage 11PCB尺寸超規(guī)依業(yè)界規(guī)范Page 6端子正位度超規(guī)公差分析N/A2跨pin插入時(shí)力量過(guò)大端子各部分與孔干涉量設(shè)計(jì)不良Page 11, 12, 13, 15, 16端子強(qiáng)不足增加根部寬度Page 17塑料強(qiáng)度不足優(yōu)化塑料結(jié)構(gòu)N/APCB孔徑偏小依業(yè)界規(guī)范Page 63壓入不到位魚(yú)眼位置設(shè)計(jì)不當(dāng)保證魚(yú)眼中心

15、處于PCB內(nèi)Page 144壓入后歪pin端子對(duì)稱度不足增加尺寸管控Page 145插入力過(guò)大端子各部分與孔干涉量設(shè)計(jì)不良減小第一波峰峰值,使插入曲線平穩(wěn)上升Page 11, 12, 13, 15, 166保持力不足保持力區(qū)與孔干涉不足增加保持力區(qū)域干涉體積Page 15, 167阻值偏高Normal Force不足優(yōu)化端子各部分與孔干涉量Page 11, 12, 13, 15, 16力量過(guò)大, PCB孔破裂優(yōu)化端子各部分與孔干涉量PCB孔徑依業(yè)界規(guī)范設(shè)計(jì)Page 6, 11, 12, 13, 15, 16( (五五) ) SummarySummaryPage:19( (五五) ) Summa

16、rySummaryPress-fit結(jié)構(gòu)功能區(qū)區(qū)域功能說(shuō)明端子強(qiáng)度區(qū)保持力區(qū)過(guò)渡區(qū)插入?yún)^(qū)預(yù)插區(qū)將press-fit部分導(dǎo)入到PCB產(chǎn)生插入力(第一波峰)連接插入?yún)^(qū)和保持力區(qū),使插入平穩(wěn)產(chǎn)生插入力(第二波峰)及保持力提供端子本身強(qiáng)度,防止插入時(shí)挫曲詳細(xì)內(nèi)容Page:20抄襲法抄襲法先決條件應(yīng)用注意事項(xiàng)簡(jiǎn)評(píng)1.獲得競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的樣品,測(cè)試后發(fā)現(xiàn)performance符合要求.2.或現(xiàn)有相同應(yīng)用之其他產(chǎn)品compliant pin. 測(cè)試競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手press-fit尺寸參數(shù),繪制3D,分別從5個(gè)功能區(qū)與自己的產(chǎn)品進(jìn)行比較.吸收競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手優(yōu)點(diǎn). PCB孔徑相同, press-fit ,材料性能相似或一致. 產(chǎn)

17、品的整體受力結(jié)構(gòu)等于或良于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手.省時(shí),省力,省事;可操作性佳.簡(jiǎn)析保持或優(yōu)化了5個(gè)功能區(qū).( (六六) ) 整體整體設(shè)計(jì)常用方法介紹設(shè)計(jì)常用方法介紹Page:21修改法修改法先決條件應(yīng)用注意事項(xiàng)簡(jiǎn)評(píng)1.其他條件不變,僅厚度變化使得Normal force線性增減, 導(dǎo)致插拔力線性增減.(只適于差異較小的case.)2.其他條件不變,僅PCB孔徑變化,可對(duì)中分割偏移填補(bǔ) 對(duì)端子修改.(見(jiàn)下頁(yè))3.其他條件不變,變化內(nèi)孔寬度,可調(diào)整插拔力的大小.4.須考慮倒圓及厚度變化所帶來(lái)的干涉量變化.5.材料厚度增加,或產(chǎn)品結(jié)構(gòu)改變時(shí),須考慮產(chǎn)品本身承受 能力.省時(shí),省力,可操作性佳.保持了5個(gè)功能區(qū)的原有特征.簡(jiǎn)析現(xiàn)有其他產(chǎn)品compliant pin.其規(guī)格與設(shè)計(jì)產(chǎn)品有一定差異，如PCB孔徑,端子厚度。( (六六) ) 整體整體設(shè)計(jì)常用方法介紹設(shè)計(jì)常用方法介紹Page:22( (六六) ) 整體整體設(shè)計(jì)常用方法介紹設(shè)計(jì)常用