“H” Section
easily control the T.P of tail
Difficult to manufacture
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(一)Press-fit端子简介 )Press-fit端子简介
2.PCB规格说明
Plated-Through Hole Diameter Drilled Hole Diameter Plating Thickness Plated-Through Hole Diameter Copper* (D-0.11) ± 0.025 D>0.70mm 0.81-0.86 (D-0.075) ± 0.025 D<0.70mm 0.735~0.785 0.025Min 0.015max 0.635~0.735 0.025Min 0.025Min 0.015max 0.015max 0.65-0.80 D±0.05 ± 0.025Min Tin-Lead 0.015max D±0.075 ±
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(四)鱼眼孔形状分析 保持力区
基本功能: 基本功能: 端子与PCB产生干涉,插入力出现第二波峰. 端子压入完畢,提供保持力. 主要特征: 主要特征: 1.内外鱼眼形成两个简支梁. 2.外鱼眼四棱角增加Coin结構,防止插入过程中划伤 PCB孔铜铂层. 设计要点: 设计要点: 1.为增加端子保持力,在允许范围内尽量增大端子与 PCB孔间干涉量. 2.可通过调整两个简单支梁宽度厚度,以改变与PCB 间的干涉力. 3.设计上一般使压入深度低于内鱼眼上緣.若压入深 度高于内鱼眼上緣,则要避免硬干涉产生.请参考 下页.
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(五) Summary
Press-fit结构
功能区
区域功能说明 提供端子本身强度,防止插入时挫曲
详细内容
端子强度区
保持力区 过渡区 插入区 预插区
产生插入力(第二波峰)及保持力 连接插入区和保持力區,使插入平稳 产生插入力(第一波峰) 将press-fit部分导入到PCB
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Press-fit端子 端子 鱼眼孔设計 鱼眼孔设計介绍
Approved by: ung-chi Yu Prepared by: Carlos Pan Date: 2006/12/15
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前 言
电子连接器与PCB连接的方式主要分为press-fit, through hole solder和SMT.其中Press-fit型连接器以其低成本,高效率,操作简 單,可靠性高而广泛应用于通訊,计算机等产業. 业界上对Press-fit端子设计有各种形態,各有优缺點.而在其 中, EON (Eye of Needle),或称做鱼眼孔端子是应用最为广泛的端子结 构. 此教材参考了FEA部门对鱼眼结构的分析,借鉴其对鱼眼功能区 的分类及设计概念.同时增加了工作中积累的相关经驗.对鱼眼孔的结構, 功能,设计方法和要点做了补充.
2
5. 6.
3
4
端子拔出時,保持力迅速到达峰值,随即迅速减小. 端子继续拔除,过渡区和插入区此时已完全形變,与PCB间的干涉力几乎为零.
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(三)鱼眼孔功能区的划分
依据插拔力曲線,将鱼眼结构划分为5个功能區,各功能区的位置,名稱,及功能如下 表所示. Press-fit结构 功能区 区域功能说明 提供端子本身强度,防止插入时挫曲 详细内容
Pin之功能性要求 之功能性要求： Compliant Pin之功能性要求： Compliant Pin(Press Fit Tech)之主要发展目的有二： (1)组装简单：不经Soldering制程即可,使连接器与PCB有紧密之结合以传导电气讯号. (2)可置换性：若此连接器损坏，可直接自PCB移除，更换另一个新的连接器即可。 针对以上两点要求， (1)CompliantPin于插入PTH后必需与PTH有紧密之结合，两者间的接触阻抗必需够低 以供传输讯号； (2)插入PTH后，不可过度破坏PTH的镀层或造成孔径的太大变形，以免使得更换连接 器时此PTH已不能使用。 Bellcore对CompliantPin的规格要求包括： (1)最大插入力：45lb Max./per pin (2)最小拔出力：3lb Min./per pin (3)LLCR of Compliant Pin：1m-ohm (4)孔变形量：小于0.0015inch (5)最小铜箔厚度：大于0.0003inch
* Maximum hardness of copper layer is 150 Knoop Notes: Recommended annular ring diameter is hole diameter plus 0.51
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(一)Press-fit端子简介 )Press-fit端子简介
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3 2 A 1
A
Coin
SECTION A-A
(四)鱼眼孔形状分析 插入区
基本功能: 基本功能: 端子与PCB开始产生干涉,插入力出现第一波峰. 主要特征: 主要特征: 1.内外鱼眼形成两个简支梁. 2.外鱼眼四棱角增加Coin结構,防止插入过程中划 伤 PCB孔铜铂层. 设计要点: 设计要点: 1. 因端子开始压入时与PCB间的冲擊,设计中应避 免 开始时的干涉过大.防止因插入力过大而造成 的端 子折斷,挫曲等问题. 2.可通过调整两个简单支梁宽度厚度,以改变与PCB 间的干涉力. 3.设计时需注意鱼眼内孔下缘位置,请参考下页.
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(四)鱼眼孔形状分析
0.10
此處应避免硬干涉
0.08
Good design
PCB
PCB
PCB
0.65mm min.
0.65mm min.
PCB孔变形严重, 插入力较大. PCB孔变形较小, 插入力也较小.
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0.65mm min.
(四)鱼眼孔形状分析 过渡区
基本功能: 基本功能: 连接插入区与保持力区. 主要特征: 主要特征: 1.鱼眼结构中最宽的部位,并不是提供端子插拔力最 大的部位.因端子压入预插區时,端子两侧臂发生 形變,此时过度区跟着发生变形,其宽度已经变小. 2.外鱼眼四棱角增加Coin结構,防止插入过程中划伤 PCB孔铜铂层. 3.内外形状多为圆弧连接.曲线过度平稳. 设计要点: 设计要点: 1.过度区位于鱼眼中心位置,端子压入PCB后此部分 应位于PCB内部.否则可能回彈,造成压入不到位. 2.内外鱼眼对称度需要严格管控.其插拔力及插入后 tail的正位度对鱼眼的对称性要求很高.
Action Pin
Pin tends to rotate PTH distortion high Very sensitive to blank width Difficult to make for small hole
“C” Section
Consistent insertion/retention force Low PTH Distortion
1.1几种常见的press-fit端子结构
FCI’s PATENTED “H” shape pin
附件介绍了一些其他形态的press-fit端子设计及专利.
Compliant Pin Design
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(一)Press-fit端子简介 )Press-fit端子简介
1.2几种常见的press-fit端子优劣对比 Advantage EON Most popular design Adaptable to many material thicknesses and hole sizes easily adapts to different holes Disadvantage Very sensitive to symmetry and position
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(二)鱼眼孔插拔过程分析 鱼眼孔插拔过程分析
插入力第二波峰
插入力第一波峰
0
Force: kgf
压入力曲线
位移(mm)
保持力曲线 预插 开始干涉 插入力减小 压入到位 拔出力最大值
鱼眼孔端子插拔力曲线图
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(二)鱼眼孔插拔过程分析 鱼眼孔插拔过程分析
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.
端子强度区
保持力区 过渡区 插入区 预插区
产生插入力(第二波峰)及保持力 连接插入区和保持力區,使插入平稳 产生插入力(第一波峰) 将press-fit部分导入到PCB
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(四)鱼眼孔形状分析 预插区
基本功能: 基本功能: 产品预放於PCB,此时press-fit导入PCB孔,将初产 品定位. 主要特征: 主要特征: 1.Lead-in结構,方便预插. 主要形态包括:四面倒角,双面倒角;从工艺角 度 分为冲压成型,自动化裁切及V-cut折弯等. 2.Coin结構,防止预插时划伤PCB孔铜铂层. 3.不同taillength通过改变此部分长度实现. 设计要点: 设计要点: 1.Lead-in结構: 设计时需考虑PCB孔径大小,孔正位度及连接器 端 子正度.保证在worst case下,端子仍位于PCB孔 内. 2.角度越小越好,可减小压入时产生的冲击力.
原设计
较好的设计
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(五) Summary
Item s : Key Issue Reason Lead in不足 1 端子无法放入 PCB PCB尺寸超规 端子正位度超规 插入时力量过大 2 跨pin 端子强不足 塑料强度不足 PCB孔径偏小 3 4 5 6 压入不到位 压入后歪pin 插入力过大 保持力不足 鱼眼位置设计不当 端子对称度不足 端子各部分与孔干涉量 设计不良 保持力区与孔干涉不足 Normal Force不足 7 阻值偏高 力量过大, PCB孔破裂 增加lead in 依业界规范 公差分析 端子各部分与孔干涉量设计不良 增加根部宽度 优化塑料结构 依业界规范 保证鱼眼中心处于PCB内 增加尺寸管控 减小第一波峰峰值,使插入曲线平稳上升 增加保持力区域干涉体积 优化端子各部分与孔干涉量 优化端子各部分与孔干涉量 PCB孔径依业界规范设计 BKM Page 11 Page 6 N/A Page 11, 12, 13, 15, 16 Page 17 N/A Page 6 Page 14 Page 14 Page 11, 12, 13, 15, 16 Page 15, 16 Page 11, 12, 13, 15, 16 Page 6, 11, 12, 13, 15, 16 参考条件