线路板设计关键:过孔与压接孔孔径公差相同对制造有何影响

B站影视 2025-01-14 17:22 2

摘要:在现代线路板设计与加工生产领域,过孔与压接孔是两个核心概念,它们的设计合理性、加工精度直接关系到线路板的整体性能、生产成本以及生产周期。深入了解这些知识,对线路板设计工程师和生产人员而言至关重要。更多过孔细节,可查看捷配官网:http://www.jiepei

在现代线路板设计与加工生产领域,过孔与压接孔是两个核心概念,它们的设计合理性、加工精度直接关系到线路板的整体性能、生产成本以及生产周期。深入了解这些知识,对线路板设计工程师和生产人员而言至关重要。更多过孔细节,可查看捷配官网:http://www.jiepei.com/?g=G2148

线路板设计之钻孔基础:概念与目的

在线路板设计与加工的复杂流程中,钻孔无疑是最为关键的环节之一。整个钻孔过程涵盖打销钉、上板、钻孔、下板等多个步骤。这里有两个必须明确的重要概念:成品孔径,即 PCB 板历经钻孔、电镀等一系列生产工序完成后的最终孔径,也就是交付时呈现的尺寸;钻咀大小,则是 PCB 生产钻孔时所使用钻头的尺寸。

成品孔径的加工需要依次经过去钻污、化学沉铜、全板电镀、图形电镀等多道精细工序。钻孔在整个线路板设计中扮演着不可或缺的角色,其目的在于在板面上精准钻出层与层之间线路连接所需的导通孔。这些导通孔不仅用于导通线路、为插件提供定位,更重要的是,经过通孔电镀后,能够实现不同层面之间可靠的电气连接。

线路板设计之压接孔工艺探秘

压接孔工艺在线路板设计与加工生产中应用极为广泛,因其具备众多突出优点而备受青睐。它无需焊接,有效避免了焊接过程可能引发的诸如虚焊、短路等一系列问题;能够实现无间隙连接,确保连接部位的紧密性;具备良好的抗震性能,可适应各种复杂恶劣的工作环境;压入力较低,操作更为便捷高效;同时,电路板变形极小,极大地保证了线路板的稳定性。

压机孔,英文名为 Press - Fit,也被称作 “压接端子”,是传统焊接安装方式的优质替代方案。其工作原理是通过冷连接的免焊接方式,将具有特殊形状的鱼眼端精准压入 PCB 孔中。在这一过程中,以较小的压入力就能获得较高的夹持力,从而实现电接触件之间可靠的连接。具体来说,在压入过程中,鱼眼端会发生弹性变形,进而提供低接触阻抗与高可靠性的紧密连接。在高速连接器的应用中,常采用这种工艺。连接器无需焊接,直接插入并固定在 PCB 上,通过引脚与孔壁的良好接触来导通电流,最终实现高速信号的稳定传输。

连接器压入过程可细分为多个阶段:从最初端子预放入 PCB 尚未发生变形,到开始压入时鱼眼逐渐变形、出现波峰,再到继续压入直至完成以及后续可能的拔出等过程,每个阶段都伴随着明显的状态变化。

压接技术广泛应用于高速背板、带有高速连接器的子板(通常指往背板上插的子板)以及大型通信板等线路板的设计与加工生产中。它不仅操作简便,适用范围广泛,还具备生产效率高、成本低、无污染以及维护简便等诸多优势。然而,值得注意的是,压接孔尺寸公差若仅按照常规 IPC - 6012 标准进行管控,可能会因孔径问题而出现接触不良、无法压接的 “跪针” 现象。

线路板设计之精度要求与生产要点

在常规的线路板设计与加工中,压接孔对精度的要求相当高。PCB 上压接孔的孔径公差通常被严格控制在 ±0.05mm,部分对精度要求极高的产品,甚至可达 ±0.025mm。而与之相比,常规 PCB 中金属化孔(非压接孔)的公差要求则为 ±0.075mm。

在实际的线路板设计与加工生产过程中,压接孔的孔径管控面临着较大挑战。由于钻咀在高速运转过程中会不断磨损,导致其尺寸逐渐变小,进而使得成品孔径也随之变小,最终可能导致压接失效。为解决这一问题,需要频繁调整钻机程序并及时更换钻咀,以精确管控钻孔大小。

在进行 PCB 压接钻孔时,以下几个方面需要特别注意:

钻头选择:务必依据 PCB 设计要求,精准挑选合适的钻头,以保证钻孔成品的大小、形状以及孔径公差完全符合设计要求。

钻孔精度:严格控制钻头的相对坐标和钻孔深度,确保其满足孔位公差要求,这是保证 PCB 质量的关键环节。

钻孔速度:应根据实际情况,合理选择钻孔速度。速度过快可能会损伤 PCB 表面,而速度过慢则会影响生产效率。

孔壁清洁:钻孔完成后,需及时采用化学除胶渣或等离子去钻污等专业工序,对孔壁进行彻底清洁,防止残留杂质对 PCB 的正常使用造成影响。

表面处理:通常采用沉金、OSP 等方式对钻孔进行表面处理,这不仅能有效保护钻孔孔壁,防止其氧化,还能显著提升 PCB 的稳定性。

过孔与压接孔对线路板生产的影响

过孔与压接孔的尺寸精度对线路板生产有着直接且关键的影响。若成品孔径过大,压接后的连接器可能会出现松动脱落现象;而孔径过小,则会导致连接器压入失败,出现 “跪针” 问题。

印刷电路板的众多因素都会对其成本和制造能力产生影响,其中钻孔尺寸对价格的影响尤为显著。若线路板上存在大量直径相同的钻头进行钻孔,在加工过程中,成品孔径可能会因各种因素发生变化,最终导致装配失效。此时,对一些钻头尺寸进行合理更改,减少单一尺寸的钻孔数量,不失为一种更为明智的做法。

在线路板设计与加工生产中,压接孔需要严格管控成品孔径公差,而过孔在一般情况下(特殊情况除外)无需如此严格的管控。若过孔和压接孔都按照同一高精度公差进行管控,在钻孔加工时,更换钻咀的频率将会大幅增加,这无疑会导致生产成本上升、交货周期变长。

深入了解过孔与压接孔的相关知识,能够帮助线路板设计与生产人员在实际工作中做出更为合理的设计决策,有效提高生产效率与产品质量,从而在激烈的市场竞争中占据优势。

来源:晓霞科技讲堂

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