PCB上壓接孔和過孔的孔徑和公差要求相同，制造時有何影響

公眾號 | 高速先生，作者 | 王輝東

小凱在京城闖天下，跑市場，做PCB業(yè)務(wù)。

小馬在冿城守著家，畫著圖，做PCB設(shè)計。

異地夫妻，周末相聚，總有說不完的話，道不盡的甜蜜。

可是這個周末在互相期盼中小兩口見了面，小凱進門就問小馬：”媳婦我這兒有個問題，想不明白，想請教下你，可急死我了。”

現(xiàn)在有個PCB馬上要下線生產(chǎn)，工廠的工程確認說過孔和壓接孔是同一個尺寸，會導(dǎo)致成本增加和交期變長。

工程EQ如下：

PCB中19.7mil的成品孔徑包括壓接孔和過孔。光繪中設(shè)計為雙面阻焊覆蓋的我司認為是過孔，但是所有的孔徑公差都要求為+-2mil.這個公差要求太嚴，會導(dǎo)致加工時間變長和成本增加。

工廠發(fā)出來的工程確認如下：

一個背板PCB上壓接孔和過孔同一尺寸，同一孔徑公差。

下圖高亮的為過孔：

小馬聽完小凱的話，微微一笑，說道：相公莫急，聽我娓娓道來。

電路板上有很多孔，大多數(shù)孔是用于PCB層與層之間的互連，而另一些孔是用于元件安裝到電路板上。

鉆孔的過程：打銷釘 →? 上板?→??鉆孔?→??下板

鉆孔的兩個概念：

成品孔徑：顧名思義，指PCB板上通過鉆孔電鍍生產(chǎn)完成后的孔徑，也就是交貨時的最終尺寸。

一鉆咀大?。菏侵搞@咀大小，PCB生產(chǎn)時用的鉆頭尺寸。

PCB的成品孔徑加工過程：去鉆污?→???化學(xué)沉銅?→??全板電鍍?→??圖形電鍍

鉆孔的目的：在板面上鉆出層與層之間線路連接的導(dǎo)通孔(導(dǎo)通、插件、定位)，通孔電鍍后實現(xiàn)導(dǎo)通。

壓接孔工藝的優(yōu)點：

1.免焊接

2.無間隙連接

3.良好的抗震性

4.較低的壓入力

5.電路板變形小

壓機孔的名詞解釋：

Press-Fit也稱“壓接端子”，該技術(shù)是焊接安裝的替代解決方案。主要通過冷連接的免焊接方式實現(xiàn)電接觸件可靠連接，將魚眼端壓入PCB孔中，通過較小的壓入力獲得較高夾持力。在壓入過程中，魚眼端產(chǎn)生彈性變形，并提供低接觸阻抗以及高可靠性的緊密連接。

高速連接器采用壓接孔工藝，不需要焊接，是連接器直接插入就能固定的孔，通過引腳與孔壁的接觸導(dǎo)通電流，從而實現(xiàn)信號傳輸。

壓接孔元件的管腳像魚眼，管腳是帶有膨脹功能的，而不是帶有螺紋功能的，壓接后管腳魚眼部分和PCB上的孔很好的接觸，實現(xiàn)高速信號的傳輸。

連接器壓入過程：

1.端子預(yù)放入PCB，縮子尖端進入PCB孔，尚未產(chǎn)生變形

2.端子開始壓入,魚眼開始變形,壓入過程出現(xiàn)第一波峰

3.端子繼續(xù)壓入,魚眼形變壓合，變形最減小，插入力略有減小

4.端子繼續(xù)下壓,魚眼形變壓合變形，壓力曲線出現(xiàn)第二波峰

5端子撥出時,保持力迅速到達峰值,隨即迅速減小

6.端子繼續(xù)拔除,過渡區(qū)和插入?yún)^(qū)此時已完全形變,與PCB間的干涉力幾乎為零

壓接技術(shù)應(yīng)用的PCB范圍：

高速背板

有高速連接器的子板，往背板上插的子板

大型通信板

優(yōu)點：

操作簡便

適宜在任何場合進行操作。

生產(chǎn)效率高、成本低、無污染

維護簡便

壓接孔尺寸公差沒有特殊標示，工廠按IPC-6012的標準去管控此類孔的公差，導(dǎo)致裝配時因孔徑太大或太小，出現(xiàn)接觸不良和無法壓接，導(dǎo)致“跪針”現(xiàn)象。

常規(guī)壓接孔精度要求：PCB上的壓接孔的孔徑公差為+/-0.05mm，有的甚至更嚴+/-0.025mm。

常規(guī)PCB中金屬化孔的精度要求：常規(guī)非壓接孔的金屬化孔的要求+/-0.075mm。

PCB的制作過程中，鉆孔是一個非常重要的環(huán)節(jié)。特別是壓接孔。

在實際生產(chǎn)時，壓機孔的孔徑管控方法，需要頻繁的調(diào)整鉆機程序和更換新的鉆咀，來管控一鉆孔大小，因為鉆咀在高速運轉(zhuǎn)時，會在不斷的磨損變小，從而導(dǎo)致成品孔徑變小，導(dǎo)致壓接時失效。

在進行PCB壓接鉆孔的過程中，需要注意以下幾點:

鉆頭選擇，根據(jù)PCB設(shè)計要求選擇合適的鉆頭，確保鉆孔的成品大小和形狀，特別是孔徑公差要符合要求。

鉆孔精度，鉆孔的精度直接影響到PCB的質(zhì)量，因此在鉆孔過程中需要嚴格控制鉆頭的相對坐標和深度，從而滿足孔位公差。

鉆孔速度，鉆孔速度過快會導(dǎo)致PCB表面損傷，速度過慢則會影響效率，需要根據(jù)實際情況選擇合適的鉆孔速度。

孔壁清潔，鉆孔后需要及時清潔孔壁，以防止殘留的金屬屑或碎屑影響PCB的使用，可以選用化學(xué)除膠渣或等離子去鉆污等工序進行處理。

表面處理，表面處理可以采用沉金、OSP等方式，以保護鉆孔孔壁防止氧化和提高PCB的穩(wěn)定性。

成品孔徑過大導(dǎo)致的壓接后，連接器松動脫落。

壓接孔成孔徑過小，導(dǎo)致連接器壓入失敗，跪針。

IPC-6012里面規(guī)定的常規(guī)孔徑公差為：+-0.1mm

印刷電路板有許多方面將直接影響其成本及其制造能力。鉆孔的尺寸本身就對價格有重大影響。

相同的鉆頭直徑：如果您的板上有大量直徑相同的鉆頭，則可能會在鉆孔過程中導(dǎo)致成品孔徑發(fā)生變化。這種變化可能會導(dǎo)致裝配失效。更好的做法是更改一些鉆頭尺寸，以減少一種尺寸的鉆孔數(shù)量。

壓接孔需要管控成品孔徑公差，而過孔通常不需要管控孔徑公差（特殊情況除外），如果過孔和壓接孔都按同一公差管控，會導(dǎo)致在鉆孔加工時，更換鉆咀的頻率增加，從而增加成本和交期。

聽完小馬的話，小凱如醍醐灌頂，感嘆老婆知識淵博，講解到位。

小馬說還有更到位的馬上來了，這個周三高速先生來天津開研討會了，干貨多多，人間值得，大家約起來。

Q、本期提問：關(guān)于壓接孔的設(shè)計，大家有沒有出現(xiàn)過一些經(jīng)典案例，來，一起聊聊。

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