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[焊接(连接)] Compliant Pin免焊技术及应用

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发表于 2016-2-6 14:19:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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Press-fit连接技术的出现为连接器提供便捷高效的PCB组装方案,而TE Connectivity(以下简称“TE”)专注于连接解决方案,不拘一格,推陈出新,除EON Pin外,还自主研制出多种弹性更好,可靠性更高的Compliant结构的Press-fit Pin,以满足现代汽车的多种应用环境和工况要求。
        Press-fit免焊连接是通过端子与PCB Pin孔之间的干涉变形,使端子压接后存在一定正压力的连接方式。该连接方式工艺组装灵活简单,可靠性较高,已被广泛应用到电子电气和汽车行业的PCB连接中。
        Compliant Pin结构特点及优点
        Press-fit免焊连接要满足可靠的电气性能和机械性能,其关键技术在于连接区域的弹性和抗疲劳性。
       

Compliant Pin免焊技术及应用

Compliant Pin免焊技术及应用

        这就需要Press-fit区域使用高性能的材料并具优越的结构设计。TE研发团队专注于免焊连接方案,精益求精、不断创新,研发出多种低插入力高保持力的Press-fit Pin。因其优越的弹性,被称为“Compliant Pin”,在可靠性方面明显优于市场上常见的EON Pin。
        Compliant Pin的种类包括:Multi-spring II Compliant Pin、Multi-spring Compliant Pin和Action Pin Compliant Pin。其结构特点如图1所示。
        Compliant Pin除具有一般免焊接组装存在的优点外,更有其自身独特的优势:低插入力,高保持力,优越的保持力和插入力比值;PCB变形小,可以返修3次;PCB Pin孔要求公差宽松,成本低;耐振动冲击性能强,连接更可靠。
       

Compliant Pin免焊技术及应用

Compliant Pin免焊技术及应用

        Compliant Pin高弹性性能保证Press-fit端子在插入PCB力量的稳定性。TE通过Radial Force(Spring Force)的测试,间接地模拟端子插入PCB的插入力和保持力。如图2所示,纵坐标代表Spring Force即正压力,横坐标代表正压力下的位移,同时也反应了PCB Pin孔直径在φ0.94~1.09mm范围内正压力的变化趋势。当孔径在φ1.12mm~0.97mm范围内,Radial Force越加平缓,说明Press-fit端子的插入力和保持力在PCB板孔的变化范围内越稳定。
       

Compliant Pin免焊技术及应用

Compliant Pin免焊技术及应用

        Compliant Pin的应用
        Compliant Pin对PCB Pin孔的规格定义符合IEC 60352-5的通用要求,同时亦符合适用的主要汽车客户的标准(如图3和表1所示)。
        目前Compliant Pin区域主要以底镀镍,表面镀锡,可以满足-40~125℃的使用温度,即满足汽车所有温度环境要求(发动机舱除外)。
       

Compliant Pin免焊技术及应用

Compliant Pin免焊技术及应用

        Compliant Pin在压入PCB的组装工艺方面,根据Compliant Pin的结构特点,对其压入深度公差给予详细的规范定义(如图4和表2所示)。
        Compliant Pin中Action Pin结构特点,是通过材料厚度方向上错位撕裂,使其插入力和保持力更大,端子插入PCB Pin孔的固定更牢固。Action Pin使用端子单独插入PCB的工艺,以降低系统模块的成本。
       

Compliant Pin免焊技术及应用

Compliant Pin免焊技术及应用

        Compliant Pin现已广泛地应用于各种汽车电子产品,如ACU、ECU、EPB、ABS及传感器等连接器和BCM模块,并在全球市场上具有较强的竞争优势。
        Compliant Pin技术难点与可靠性验证
        Press-fit Pin设计首先要满足IEC 60352-5的PCB Pin孔要求和机械电气性能规范,同时对于端子压入PCB后对PCB Pin孔各方向的变形量有严格的要求。端子的高保持力是确保其电气性能和可靠性的前提;且经过严苛的环境冲击,保持力衰减后仍需满足规范要求。但端子高的保持力需要高的插入力,然而插入力大又会直接影响到PCB Pin孔的变形量。Multi-Spring Pin对称弹片和Action Pin材料撕裂的设计,大大地增加了Compliant Pin区域的弹性模量,改善了保持力和插入力的比值;同时高抗疲劳性材料的选用有助于减小老化状态下功能的衰减量。
        Compliant Pin已形成其标准化的尺寸性能规范和验证标准,并实现资源全球共享。TE中国工程中心目前已经有能力自主开发并生产各种Compliant Pin,并拥有相应的测试验证能力。
        结语
        TE Press-fit免焊弹性压接方式的大规模使用已有20多年的历史,并在不断改进中持续优化。其先进成熟的设计、优越精湛的加工制造和验证能力、完善的尺寸规范和统一的管控测试标准,可供不同客户在广泛的应用领域进行选择。凭借着雄厚的技术实力和优质的客户服务,Compliant Pin在PCB 免焊领域始终保持着行业的领先地位。
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