背板压接工艺设计技术交流

二、背板压接工艺设计
⑵ 印制板通孔：镀镍/金（EPT）
孔径φ 裸孔 铜 镍 金 镀金属通孔 0.6 mm 0.68-0.72mm Min.25μ m 2.5-5μ m 0.05-0.2μ m 0.59-0.65mm 0.85 mm 0.975-1.025mm Min.25μ m 2.5-5μ m 0.05-0.2μ m 0.85-0.94mm 1.0 mm 1.125-1.175mm Min.25μ m 2.5-5μ m 0.05-0.2μ m 1.0-1.09mm 1.49 mm 1.575-1.625mm Min.25μ m 2.5-5μ m 0.05-0.2μ m 1.45-1.54mm 1.6 mm 1.725-1.775mm Min.25μ m 2.5-5μ m 0.05-0.2μ m 1.6-1.69mm
背板压接工艺设计技术交流
陈祎 2010.6
一
背板压接的基本知识
二 三 四
交 流 大 纲
五
背板压接工艺设计 背板压接工艺 背板压接检验标准
背板压接特性
一、背板压接的基本知识
1、术语和定义
1）压接 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 。压接的标准有德国 技术标准DIN 41611和国际电工标准IEC 60352-5。
8、修复能力
下图是拔出整个C型插座的原理。所用拔出工具上有不同深度的孔，用来 导引不同长度的插头。工具的另外一端由平板从下方支撑在绝缘器的较低 部分上，从而可以承受拔出力，并使工具不与印制电路板表面相碰。
四、背板压接检验标准
1、检验时应注意连接器的型号规格、安装位置及安装方向。 2、连接器塑胶壳体良好，无破损、变形、裂纹和裂缝现象， 插针不得有退出现象。 3、印制板无损伤和变形。 4、连接器压接后不得松动。 5、连接器压接的其它检验标准如下表所示。
一、背板压接的基本知识
6、压接区的结构 1）压接区的结构类型 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：
A
B
C
D
E
F
G
H
I
一、背板压接的基本知识
2）常用的压接区的结构
二、背板压接工艺设计
1、压接的优势
设计 工艺 性能 可靠性
成本低
生产效率高 维修方便
接触性好 散热性好
四、背板压接检验标准
插针弯曲 和扭曲
合格： 无针体弯曲和扭曲；R≤2°或在倾 斜方向上不超过针体宽度的50%（二 者中取较小值）。 不合格： 有针体弯曲和扭曲；R>2°或在倾 斜方向上超过针体宽度的50%。
四、背板压接检验标准
合格： ｜H0-H｜≤0.5mm 不合格： ｜H0-H｜＞0.5mm
连接器过压 说明：H0为压接前连接器的原 始宽度，H为压接后连接器的 宽度
特点： ●免焊接； ●过盈配合，无间隙连接； ●良好的抗震性； ●较低的压入力； ● 电路板变形小。
一、背板压接的基本知识
① 压接中的变形
一、背板压接的基本知识
一、背板压接的基本知识
② 压接条件： ● 压接力 ● 针与孔有过盈 ● 导入区
接插件
PCB
针
一、背板压接的基本知识
2）压接式连接器 有一种有特殊外形的插针，加压插入金属化通孔后就可 达到接触导通，而不需要焊接的连接器，这种连接器有两种 压接式针型：硬性插针和柔性插针。
硬性压接
柔性压接
背板
一、背板压接的基本知识
3、背板的连接方式 常用的背板连接方式有绕接式连接、焊接式连接和压接式连 接三种。
绕接式连接
焊接式连接
压接式连接
一、背板压接的基本知识
4、连接器压接的种类 1）、根据压接变形的方式分：硬性压接和柔性压接 ⑴ 硬性压接 在压接过程中印制板的通孔变形，但连接器的插针不会变形。 ⑵ 柔性压接 在压接过程中连接器的插针变形，但印制板的通孔不会变形。
三、背板压接工艺
3、压接设备 压接设备有手动压接机、半自动压接机和全自动压接机，目
前使用的是半自动压接机。
手动压接机
半自动压接机
全自动压接机
三、背板压接工艺
4、压接模具
压接模具有压接上模和压接下模，压接上模分为平压模和针压模。 1）压接上模
2）压接下模
三、背板压接工艺
5、压接需考虑的因素 1）压接针：类型、尺寸、镀层等。 2）PCB孔：尺寸、精度、镀层。 3）压接设备：自动压接、半自动压接、手动压接。 4）工装：压接模具、返修工装。
一、背板压接的基本知识
3）硬性插针 在压接过程中不产生变形，而孔会变形的插针，也称实心插 针或刚性插针。 4）柔性插针
在压接过程中会受挤压而变形，而孔不变形的插针 。
硬性插针
柔性插针
一、背板压接的基本知识
5）平压式连接器 压接时的压入受力点是通过平压塑壳，然后再传递到插 针上的压接式连接器 。 6）针压式连接器 压接时的压入受力点在每根针的肩膀上（每根针在底部 有个小小的突起）的压接式连接器。
⑷ 印制板通孔（Harting）
三、背板压接工艺
1、对压接的工艺要求 ⑴ 压接模具要与连接器相对应，不能混用； ⑵ 印制板的重复压接一般不超过三次； ⑶ 返工时退出来的连接器不能再使用。 ⑷ 平压模和针压模不能混用。
三、背板压接工艺
2、对背板工艺审查的要求 1）背板采用何种工艺？ 采用焊接工艺还是采用压接工艺？推荐采用压接工艺，特别是大板。 2）压接工艺必须对印制板提出特殊要求。 提出印制板孔铜厚度和孔径精度要求。 3）压接工艺需确认连接器压接方式。 确认是平压连接器还是针压连接器。 4）是否有压接模具？ 常用的连接器有压接模具，新连接器要考虑模具。 5）审查印制板的尺寸 印制板的尺寸是否超出压接的最大板面尺寸。 6）审查元器件的布局 有些背板上还有元器件，它的布局是否影响压接，元件与连接器的间 距是否满足压接要求。 7）考虑背板生产工艺流程 背板的布局是否有利于生产，工艺流程是否简单。
一、背板压接的基本知识
2）、根据连接器的结构分：平压和针压 ⑴ 平压：适用于平压式连接器，压接时只能采用平压式模具 进行压接，如用针压式的模具压接，有可能会损坏针的结 构。平压式模具结构简单，价格便宜，容易对位，压接方 便，但要注意连接器的安装方向。 ⑵ 针压：适用于针压式连接器，压接时只能采用针压式模具 进行压接，如用平压式的模具压接，针会被顶出。针压式模 具结构复杂，价格贵，压接时不容易对位。
304-60064（平压式）
110-66065（针压式）
一、背板压接的基本知识
7）过压 特指在压接过程中，因压接行程过大，致使连接器在压 接到位后仍然受力下压，从而使连接器（或PCB）受到损伤 的情况。轻微的会使连接器壳体变形或针体弯曲，严重的会 导致连接器报废、PCB变形或破裂。
一、背板压接的基本知识
四、背板压接检验标准
合格： T≤0.5mm，T1≤0.5mm。 不合格： T＞0.5mm 或 T1＞0.5mm。
针体高度
针体损伤
合格： 针体无损伤和变形；针体有损伤，但损伤 区域的面积不超过针体表面的20％； 损伤的深度不超过针体厚度/宽度的20％。 不合格： 针体呈蘑菇状；针体有损伤，损伤区域的 面积超过针体表面的20％；针体有损伤，损 伤的深度超过针体厚度/宽度的20%。
三、背板压接工艺
6、压接制造过程 将装有插座的印制板放于压接台面上，使要压接的插座正对 着下模，上模用一个平压模（平压式插座）或一个针压模 （针压式插座），调整好压接高度和压接气压，控制手柄将 插针压入印制板通孔中。
三、背板压接工艺
7、针的压入过程
压接前针的对中
压接过程中
压接完成
三、背板压接工艺
平压模
针压模
一、背板压接的基本知识
5、压接工艺的优点 背板压接工艺较焊接工艺有以下优点：
1）在电路板和连接器上无热应力 ； 2）没有影响连接器可靠连接的焊接气体和焊剂残渣，环保； 3）无焊接点短路、虚焊等缺陷； 4）连接器可以不需要螺纹固定； 5）确定的接触阻抗（良好的高频特性）； 6）快速和简单的装配工艺 ； 7）连接器易于更换，维修方便； 8）纯压接的电路板不必清洗； 9）非破坏快速检查。
压接间隙
合格： H≤0.2mm 不合格： H＞0.2mm
四、背板压接检验标准
连接器倾斜
合格： 0＜H2＜H1≤0.2mm 不合格： H＞0.2mm
四、背板压接检验标准
跪针
合格： 无跪针，所有针脚排列整齐、清 晰可见，连接器无偏移。 不合格： 因跪针而使连接器偏移，针脚排 列不整齐，有个别针脚不可见。
二、背板压接工艺设计
4、对印制板的通孔设计要求
一个高质量的压接式连接的决定因素不仅仅是在允许公差范围内镀 金通孔的最终尺寸，还在于正确的孔结构，孔径和铜锡镀层的厚度必须 符合压接要求。
二、背板压接工艺设计
⑴ 印制板通孔：镀锡 （EPT）
孔径φ 裸孔 铜 锡 镀金属通孔 0.6 mm 0.68-0.72mm Min.25μ m 5-15μ m 0.55-0.65mm 0.85 mm 0.975-1.025mm Min.25μ m 5-15μ m 0.83-0.94mm 1.0 mm 1.125-1.175mm Min.25μ m 5-15μ m 0.94-1.09mm 1.49 mm 1.575-1.625mm Min.25μ m 5-15μ m 1.39-1.54mm 1.6 mm 1.725-1.775mm Min.25μ m 5-15μ m 1.51-1.69mm
四、背板压接检验标准
合格： 连接器针脚全部透过PCB压接孔， 无不出脚，出脚长度≤1.5mm。针脚 高度差符合：H≤0.5mm，H1≤0.5mm 且H2≤0.8mm。 不合格： 连接器针脚未全部透过PCB压接孔 ，有不出脚现象；针脚高度差：H＞ 0.5mm或H1＞0.5mm或H2＞0.8mm。
1.12源自文库-1.175mm
Min.25μ m 0.12-0.15μ m 1.0-1.09mm
1.575-1.625mm
Min.25μ m 0.12-0.15μ m 1.45-1.54mm
1.725-1.775mm
Min.25μ m 0.12-0.15μ m 1.6-1.69mm
二、背板压接工艺设计
硬性压接区
柔性压接区
一、背板压接的基本知识
（3）柔性压接的优点 背板压接一般采用柔性压接方式，与硬性压接相比，柔性压 接具有以下优点： ① 柔性压接的PCB板孔不会变形，孔中的金属层不会损伤。 ② 柔性压接要求的PCB板孔的偏差值大。 ③ 柔性压接要求的压接力小。 ④ 柔性压接的插针可在同一孔中多次压入和拔出（最多3次）。
⑶ 印制板通孔：纯铜 （EPT）
孔径φ 0.6 mm 0.85 mm 1.0 mm 1.49 mm 1.6 mm
裸孔
铜 OSP 镀金属通孔
0.68-0.72mm
Min.25μ m 0.12-0.15μ m 0.57-0.65mm
0.975-1.025mm
Min.25μ m 0.12-0.15μ m 0.85-0.94mm
可靠性高
二、背板压接工艺设计
2、压接的可靠性
二、背板压接工艺设计
3、对印制板的一般设计要求 ⑴ 印制板的金属化孔镀层均匀，不得有毛刺，孔铜厚度要 求25μm以上，抗剥强度不小于120N； ⑵ 印制板孔径精度一般要求为±0.05mm； ⑶ 印制板的最大宽度为400 mm； ⑷ 印制板上的元器件与连接器的间距要求大于5mm。
四、背板压接检验标准
检验项目 图例 检验标准 合格： 焊盘无裂纹和起翘。 不合格： 焊盘开裂和翘起。
焊盘开裂或 翘起
锈蚀和氧化
合格： 针体表面光滑平整，无锈蚀氧化； 针体表面镀层无翘起、无剥落；针 体表面镀层金属色泽均匀，无发黑 、变色现象。 不合格： 针体表面锈蚀氧化，镀层金属翘起 或剥落；针体表面镀层金属有发黑 、变色现象。
8）跪针 指在压接过程中，连接器的针脚未完全压入PCB的金属 化孔，针脚的一部分在金属化孔外弯曲。
一、背板压接的基本知识
2、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。