PCB上压接孔和过孔的孔径和公差要求相同，制造时有何影响
发布时间：2024-11-19 11:34
关于PCB板上的压接孔尺寸，工程师把它和过孔设计一样大，很多人认为没有问题，直到有一天出了案例，影响了交期，增加了成本，才知道这种设计确实有点问题……
37000Cm威尼斯高速先生成员：王辉东
小凯在京城闯天下，跑市场，做PCB业务。
小马在冿城守着家，画着图，做PCB设计。
异地夫妻，周末相聚，总有说不完的话，道不尽的甜蜜。
可是这个周末在互相期盼中小两口见了面，小凯进门就问小马：”媳妇我这儿有个问题，想不明白，想请教下你，可急死我了。”
现在有个PCB马上要下线生产，工厂的工程确认说过孔和压接孔是同一个尺寸，会导致成本增加和交期变长。
工程EQ如下：
PCB中19.7mil的成品孔径包括压接孔和过孔。光绘中设计为双面阻焊覆盖的我司认为是过孔，但是所有的孔径公差都要求为+-2mil.这个公差要求太严，会导致加工时间变长和成本增加。
工厂发出来的工程确认如下：
一个背板PCB上压接孔和过孔同一尺寸，同一孔径公差。
下图高亮的为过孔。
小马听完小凯的话，微微一笑，说道：相公莫急，听我娓娓道来。
电路板上有很多孔，大多数孔是用于PCB层与层之间的互连，而另一些孔是用于元件安装到电路板上。
钻孔的过程：
打销钉→上板→ 钻孔 →下板
钻孔的两个概念：
成品孔径：顾名思义，指PCB板上通过钻孔电镀生产完成后的孔径，也就是交货时的最终尺寸。
一钻咀大小：是指钻咀大小，PCB生产时用的钻头尺寸。
PCB的成品孔径加工过程：
去钻污→ 化学沉铜→ 全板电镀→ 图形电镀
钻孔的目的：
在板面上钻出层与层之间线路连接的导通孔(导通、插件、定位)，通孔电镀后实现导通。
压接孔工艺的优点：
1. 免焊接
2. 无间隙连接
3. 良好的抗震性
4. 较低的压入力
5. 电路板变形小
压机孔的名词解释：
Press-Fit也称“压接端子”，该技术是焊接安装的替代解决方案。主要通过冷连接的免焊接方式实现电接触件可靠连接，将鱼眼端压入PCB孔中，通过较小的压入力获得较高夹持力。在压入过程中，鱼眼端产生弹性变形，并提供低接触阻抗以及高可靠性的紧密连接。
高速连接器采用压接孔工艺，不需要焊接，是连接器直接插入就能固定的孔，通过引脚与孔壁的接触导通电流，从而实现信号传输。
压接孔元件的管脚像鱼眼，管脚是带有膨胀功能的，而不是带有螺纹功能的，压接后管脚鱼眼部分和PCB上的孔很好的接触，实现高速信号的传输。
连接器压入过程：
1. 端子预放入PCB，缩子尖端进入PCB孔，尚未产生变形。
2. 端子开始压入,鱼眼开始变形,压入过程出现第一波峰
3. 端子继续压入,鱼眼形变压合，变形最减小，插入力略有减小
4. 端子继续下压,鱼眼形变压合变形，压入力曲线出现第二波峰
5. 端子拨出时,保持力迅速到达峰值,随即迅速减小
6. 端子继续拔除,过渡区和插入区此时己完全形变,与PCB间的干涉力儿乎为零
压接技术应用的PCB范围：
● 高速背板
● 有高速连接器的子板，往背板上插的子板
● 大型通信板
优点：
● 操作简便
● 适宜在任何场合进行操作。
● 生产效率高、成本低、无污染
● 维护简便
● 压接孔尺寸公差没有特殊标示，工厂按IPC-6012的标准去管控此类孔的公差，导致装配时因孔径太大或太小，出现接触不良和无法压接，导致“跪针”现象。
常规压接孔精度要求： PCB上的压接孔的孔径公差为+/-0.05mm，有的甚至更严+/-0.025mm。
常规PCB中金属化孔的精度要求：常规非压接孔的金属化孔的要求+/-0.075mm。
PCB的制作过程中，钻孔是一个非常重要的环节。特别是压接孔。
在实际生产时，压机孔的孔径管控方法，需要频繁的调整钻机程序和更换新的钻咀，来管控一钻孔大小，因为钻咀在高速运转时，会在不断的磨损变小，从而导致成品孔径变小，导致压接时失效。
在进行PCB压接钻孔的过程中，需要注意以下几点：
1. 钻头选择，根据PCB设计要求选择合适的钻头，确保钻孔的成品大小和形状，特别是孔径公差要符合要求。
2. 钻孔精度，钻孔的精度直接影响到PCB的质量，因此在钻孔过程中需要严格控制钻头的相对坐标和深度，从而满足孔位公差。
3. 钻孔速度，钻孔速度过快会导致PCB表面损伤，速度过慢则会影响效率，需要根据实际情况选择合适的钻孔速度。
4. 孔壁清洁，钻孔后需要及时清洁孔壁，以防止残留的金属屑或碎屑影响PCB的使用，可以选用化学除胶渣或等离子去钻污等工序进行处理。
5. 表面处理，表面处理可以采用沉金、OSP等方式，以保护钻孔孔壁防止氧化和提高PCB的稳定性。
成品孔径过大导致的压接后，连接器松动脱落。
压接孔成孔径过小，导致连接器压入失败，跪针。
IPC-6012里面规定的常规孔径公差为：+-0.1mm
印刷电路板有许多方面将直接影响其成本及其制造能力。钻孔的尺寸本身就对价格有重大影响。
相同的钻头直径： 如果您的板上有大量直径相同的钻头，则可能会在钻孔过程中导致成品孔径发生变化。这种变化可能会导致装配失效。更好的做法是更改一些钻头尺寸，以减少一种尺寸的钻孔数量。
压接孔需要管控成品孔径公差，而过孔通常不需要管控孔径公差（特殊情况除外），如果过孔和压接孔都按同一公差管控，会导致在钻孔加工时，更换钻咀的频率增加，从而增加成本和交期。
听完小马的话，小凯如醍醐灌顶，感叹老婆知识渊博，讲解到位。
小马说还有更到位的马上来了，这个周三高速先生来天津开研讨会了，干货多多，人间值得，大家约起来。
