连接器压接技术在PCBA产品中的应用

祁国成

【摘要】本文主要针对压接连接器压接特点,进行了压接工艺应用研究。在大量实际操作和实践基础上,掌握了压接工艺和操作的关键要素,明确了压接控制要求和控制方法,提出了压接工艺要求。重点讨论了压接装配技巧,为生产和设计提供参考。

关键字：连接器；压接；PCBA

1 引言

现阶段，我所采用的所有CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器的压接装配的方式，主要采用手工压接和BMEP-5T压接设备压接的两种压接方式。手工压接方式的压接比较简单，但压接质量难以保证。采用BMEP-5T压接设备的压接方式，接效质量得到大大提高。

本文就以多年的对CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器利用手工压接和采用BMEP-5T压接设备的压接方式的经验，浅析连接器压接技术在PCBA产品中的应用。

2 压接连接的基本原理

当用专门的压接工具或设备, 给印制板通孔和压接接触件施加足够的压力时,通孔镀层与接触件两种金属紧密接触, 产生过热并发生塑形变形。在变形过程中,压接的温度显著升高,引起结合部金属的塑形对流,破坏了两种金属表面的氧化膜, 使两者以洁净的金属面接触, 其接触电阻接近于零。同时两种金属面还产生扩散现象, 温度越高, 扩散越激烈, 从而在接触面形成合金层, 达到可靠的连接。通孔与连接器插针压接原理图如图1 所示。

图1 压接过程有限元分析

3 连接器压接技术

3. 1 通用压接操作方式

(a) 手工压接方式。

手工压接方式的压接比较简单，其采用的压接工具是自制的一个压接工具,由一个大号手板冲、压接头、多规格压接底座和一个加长的手柄改装而成,由于CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器的压接所需的压力相当大,所以,用加长手柄,以获得更大的压力，足以保证能够轻松的将压接型连接器压接到位。自制的压接工具在没有BMEP-5T压接设备之前,担任着所有CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器的压接任务。但压接质量不能得到很好的保证，通俗的说，就是能将所有CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器压接到位，能正常使用而已。其压接质量不能得到很好保证的原因有：首先，压力的大小难以准确控制，其次，压力方向的垂直度，压力大小的均匀度，压力施加的分布均匀度等等因素都是无法控制的。

(b)自动设备压接方式

采用BMEP-5T压接设备的压接方式对CPCI.ERNI.JVPX等系列压接型连接器的压接结果比较理想，不管是压接的力度控制，压力方向的垂直控制，还是压力大小的均匀度控制，压力施加的分布均匀度控制，以及压接过程中不同阶段不同压接力度的控制等等，都经过BMEP-5T压接设备主控计算机的精密计算而控制完成,压接质量得到大大提高。

3. 2 压接参数设置

压接连接器的过程机理如下：

压接过程分析：

1. 端子预放入PCB. 端子尖端进入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,鱼眼形變压合, 变形量减小,插入力略有减小.

4. 端子继续下压,鱼眼形變压合变形,压入力曲线出现第二波峰.

最终通过合理的几何参数和压接力参数设置获得以下压接过程曲线；

图2标准压接曲线

3. 3 压接操作过程优化

BMEP-5T压接设备还有一个强大的功能，就是数据管理与存储功能。数据包括后台数据和前台数据，后台数据是BMEP-5T压接设备的主控程序所需的内部数据，前台数据也叫用户数据，包括用户设置数据和压接结果输出数据。内部数据和压接结果输出数据是不可修改的数据，只有户设置数据数据是可修改的数据。

现行的BMEP-5T压接设备户设设置数据是通过BM的方式管理的，选择不同的BM号，压接主程序就调用不同的压接数据进行压接，这样管理的弊端在于，在压接新的BM号或该BM任务的印制板厚度有改版时，都必须重新新建与设置一对应的BM号的压接数据。压接数据设置与新建的主要依据包括所要压接的连接器类型和印制板的厚度。其压接数据的设置与新建过程是一个比较繁琐和费时的过程，尤其多一线的操作工人来说更是一件困难的事情。如果能把这一过程所浪费的时间省去，其工作效率会大大提高。

现阶段，采用BM号的数据管理方式，由于BM号太多，致使现在压接设备压的主控计算机里的数据很不完整，时常都要设置与新建压接数据的情况。如上图，如果改变现行的BMEP-5T压接设备户设设置数据是通过BM的管理方式，用压接型连接器类+印制板厚度的管理方式来管理BMEP-5T压接设备户设设置数据，现阶段，所里采用的压接型连接器，大致就十来种类型。需要压接座子的印制板厚度主要有2.2mm、4mm。如果采用这种数据管理方式，就几十个数据就能包括所有压接数据，可以事先将这些数据设置好。在进行压接时，直接根据压接型连接器类+印制板厚度选择压接数据进行压接。这样，也便于数据的选择。压接效率会大大提高。

3. 4 影响压接质量的主要因素

(a)合理的连接器接触件插头设计

(c)合理的压接参数设计与规范的操作过程 精确的几何参数测量和合理的力学参数设置是影响连接器压接质量的主要因素，同时规范的操作过程也是连接器压接成功的关键因素。

图3 不规范操作示意图

4 结束语

压接连接器朝着小型化、高密度发展, 提高了连接器的可靠性, 使连接器具备了耐环境性能。以上重点介绍了压接技术的原理、设计要点和应用

要求。总之, 为了保证产品的压接质量, 我们应合理选择压接工具或设备、进行合理的工艺参数设置, 配备相应的检测设备并掌握压接工艺技术。

只要经过精心的设计和细致的工作，连接器压接的质量和可靠性就能得到保证。