無焊連接需求

 

盡管大多數電子組裝件都是通過紅外回流進行焊接，但某些元器件（特別是連接器）仍然不適用此法，而需使用不同工藝將其連接到PCB。通常
，這會為製造過程帶來波峰焊或手工焊等附加步驟
，而使複雜性和成本增加。另一方麵
，這會使已經安裝在PCB上的元器件再一次受到熱流衝擊，而使其遭受性能退化的風險。

 

為了避免帶來額外焊接過程的成本和複雜性，我們可以采用無焊接方法。事實上
，這並不是什麼新鮮事——“插片插座（blade-and-socket）”的方法已問世有50多年。這種方法在製造過程中在元器件上連接一個牢固的插片
，而在回流過程中將相應的插座安裝到PCB上。一旦電路板被組裝好
，就可以將該器件插入到連接器中而實現機械和電氣連接。

 

這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)雖(sui)然(ran)非(fei)常(chang)簡(jian)單(dan)，但(dan)也(ye)有(you)一(yi)些(xie)缺(que)點(dian)。因(yin)為(wei)插(cha)片(pian)插(cha)座(zuo)連(lian)接(jie)設(she)計(ji)需(xu)要(yao)能(neng)夠(gou)實(shi)現(xian)數(shu)次(ci)插(cha)拔(ba)，所(suo)以(yi)插(cha)入(ru)力(li)相(xiang)對(dui)較(jiao)低(di)。這(zhe)就(jiu)有(you)可(ke)能(neng)使(shi)接(jie)合(he)部(bu)位(wei)產(chan)生(sheng)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)感(gan)，而(er)對(dui)最(zui)新(xin)的(de)高(gao)阻(zu)抗(kang)高(gao)速(su)電(dian)路(lu)產(chan)生(sheng)重(zhong)要(yao)影(ying)響(xiang)。在(zai)某(mou)些(xie)情(qing)況(kuang)下(xia)，為(wei)確(que)保(bao)良(liang)好(hao)的(de)接(jie)合(he)，並(bing)消(xiao)除(chu)所(suo)謂(wei)的(de)“微振磨損（fretting）”——由於長時間暴露在振動環境下
，連接性能會逐漸下降——這種設計需要采用貴金屬。

 

壓接可提供更好的無焊連接

 

為了克服傳統插片插座連接的缺點

，業界開發了壓接技術。在這種方法中
，元器件配有一個合規引腳，PCB上則直接配有一個剛性電鍍通孔（PTH），這樣就可以將引腳壓入到其中——實際上

，插片和插座的作用實現互換
，即插片（公頭）對PCB孔（母頭）施加機械力。

 

 

經(jing)過(guo)優(you)化(hua)，壓(ya)接(jie)技(ji)術(shu)可(ke)提(ti)供(gong)比(bi)插(cha)片(pian)插(cha)座(zuo)更(geng)好(hao)的(de)連(lian)接(jie)，幾(ji)乎(hu)可(ke)消(xiao)除(chu)掉(diao)電(dian)阻(zu)和(he)電(dian)感(gan)，而(er)避(bi)免(mian)對(dui)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)造(zao)成(cheng)影(ying)響(xiang)。與(yu)插(cha)片(pian)插(cha)座(zuo)一(yi)樣(yang)，這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)確(que)實(shi)能(neng)減(jian)少(shao)額(e)外(wai)的(de)勞(lao)動(dong)力(li)，並(bing)消(xiao)除(chu)再(zai)次(ci)受(shou)到(dao)熱(re)流(liu)破(po)壞(huai)的(de)可(ke)能(neng)。此(ci)外(wai)，如(ru)果(guo)有(you)需(xu)要(yao)，壓(ya)接(jie)器(qi)件(jian)也(ye)可(ke)以(yi)插(cha)拔(ba)數(shu)次(ci)，從(cong)而(er)簡(jian)化(hua)和(he)實(shi)現(xian)無(wu)風(feng)險(xian)的(de)返(fan)工(gong)或(huo)維(wei)修(xiu)。

 

此外，由於壓接不需要使用焊料來對PCB安裝插座，因此也消除了冷點、焊料飛濺、氣泡和裂縫等問題，提供了高可靠和可重複的接合。由於是直接將元器件插入到PCB中

，因此也無需再使用貴金屬
，也沒有了與連接器組合相關的“微振磨損”的風險。插座的取消也能夠帶來物料成本的降低。

 

設計壓接端子的挑戰

 

youyuyajieqijianyilaigongchazhijiandexianghuzuoyonglaiquebaojuyoulianghaodianqilianjiedelaogukekaodepipei
，yinci，haobuqiguai
，yajiejishushejirenyuanmianlindezuidatiaozhan
，jiushizaigongchazhijianqudeshidangdepingheng。zhegewentishiyouyuPCB和金屬壓接引腳的製造工藝不同所造成的——PCB所需的公差非常嚴格，而金屬插片所需則相對寬鬆。

 

成品通孔的公差通常接近於引腳的有效特征或“腳針（beam）”的標稱偏差，也就是說腳針在插入的過程中必須要經曆一定的塑性變形。腳針的設計包括所用材料和幾何形狀——分別決定插入力和保持力——兩者都是關鍵參數。公差的要求為：在“緊密”的情況下，PTH針筒（barrel）不會損壞；在“鬆弛”的情況下
，保持力足以滿足所有相關的衝擊和振動測試。

 

鑒於高使用量和低單位器件成本，電容器製造商必須要確保，設計能夠以可滿足所需公差的簡單的加工進行複製。此外，所使用的電鍍（通常為錫）必須盡可能薄
，以便在插入引腳時不會將其刮落並形成焊橋。

 

壓接電解電容器

 

基美電子（KEMET）最近推出了采用壓接引腳的ALF新係列鋁電解電容器。這一首次麵市的突破性的係列產品，是大型卡扣式（snap-in）電解電容器向前邁進的重要一步。

 

基美電子使用的壓接引腳采用了由Interplex設計的久經考驗的“針眼”方法


，而使得引腳與PTH的針筒之間有較大的接觸麵積。再加上引腳所施加的高側向力，就能夠實現可重複、一致、堅固、可靠的低電阻連接。這種引腳本身是由C19010銅/鎳/矽合金所製成——鎳鍍層上有一層錫——可確保引腳完全符合RoHS標準。

 

基美電子的壓接係統已經過驗證，可處理高達550V的連續施加電壓，以及高達620V的浪湧和瞬變。從機械的角度看，使用這種技術的器件與卡扣式器件的抗振動性能相當。隨著越來越多的汽車應用、yuelaiyuejuyoutiaozhanxingdegongyeyingyongyijiyuelaiyueduoyangxingqieshuliangyuelaiyueduodebianxieshidianzishebeikenenghuimianlinjianjudeshiyongtiaojian，zhexiangkaolvyinsukenengfeichangzhongyao。

 

壓接器件還有助於免除對PCB組裝進行清潔的需要。這種清潔過程會增加單位組裝件的成本並增加加工時間（cycle-time）和材料處理，因此，任何有助於免除工序的事情都是可取。

 

壓接引腳上使用高導電材料（50%IACS）意味著，其引腳電阻小於典型鋼端子的25%，因此這種器件非常適合於持續大電流應用。

 

電阻較低還可顯著減少器件的溫升並幫助將熱量從元件傳遞到PCB。在大多數應用中，電流限製是由PCB走線定義
，而非連接定義。因此，即使在工業、能源/電力和汽車等要求苛刻的應用中，這類設備也能提供長壽命性能。

 

標準ALF電容器的外殼尺寸，直徑最高可達50mm；其分別具有一個正

、負端子，但同時還提供了附加引腳（多達3個附加引腳
，總共5個引腳），從(cong)而(er)確(que)保(bao)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)。較(jiao)大(da)電(dian)流(liu)的(de)版(ban)本(ben)還(hai)為(wei)正(zheng)負(fu)極(ji)提(ti)供(gong)了(le)兩(liang)個(ge)內(nei)部(bu)連(lian)接(jie)引(yin)腳(jiao)
，用(yong)來(lai)分(fen)流(liu)電(dian)流(liu)負(fu)載(zai)並(bing)提(ti)供(gong)一(yi)些(xie)冗(rong)餘(yu)。此(ci)外(wai)，該(gai)產(chan)品(pin)還(hai)可(ke)針(zhen)對(dui)特(te)定(ding)客(ke)戶(hu)要(yao)求(qiu)提(ti)供(gong)定(ding)製(zhi)引(yin)腳(jiao)布(bu)局(ju)。

 

總結

 

對(dui)於(yu)器(qi)件(jian)無(wu)法(fa)通(tong)過(guo)紅(hong)外(wai)回(hui)流(liu)進(jin)行(xing)焊(han)接(jie)的(de)情(qing)況(kuang)
，壓(ya)接(jie)技(ji)術(shu)具(ju)有(you)許(xu)多(duo)優(you)點(dian)，包(bao)括(kuo)無(wu)需(xu)對(dui)器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)再(zai)次(ci)加(jia)熱(re)，而(er)使(shi)其(qi)有(you)遭(zao)受(shou)損(sun)壞(huai)的(de)風(feng)險(xian)。事(shi)實(shi)證(zheng)明(ming)，現(xian)代(dai)壓(ya)接(jie)連(lian)接(jie)具(ju)有(you)非(fei)常(chang)高(gao)的(de)機(ji)械(xie)強(qiang)度(du)和(he)電(dian)氣(qi)性(xing)能(neng)，非(fei)常(chang)適(shi)合(he)要(yao)求(qiu)苛(ke)刻(ke)的(de)應(ying)用(yong)。

 

但是，並非所有的壓接連接都是相同的。基美電子的ALF新係列采用高性能引腳——電阻僅有鋼引腳的25%，但仍可保持強大的機械接合，同時滿足大電流持續使用。

 

 

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