Производство электронных приборов идет по пути усложнения и уменьшения размеров, что требует размещения радиодеталей на печатных платах с большим количеством слоев. На помощь приходит технология Press Fit.
Пропаивание переходов между слоями не приводит к надежному контакту — возникают множественные некачественные соединения, особенно при наличии внутри площадей, находящихся под одним потенциалом — «земли» и питания — имеющих большую массу.
На помощь приходит технология, которая заключается в запрессовке в отверстие, покрытое металлом, специального штыря, выполненного из проводящего материала, а также обладающего упругостью. Называется она Press Fit, что в переводе с английского означает «соединение сжатием». Рассмотрим этапы и достоинства этой технологии вместе с «ЗУМ-СМД».
Это неразъемное соединение, обладающее следующими достоинствами:
- устойчивость к вибрационным, растягивающим нагрузкам;
- отсутствие нагрева при создании соединения;
- вследствие высокой герметичности стойкость к коррозии;
- легкость ремонта — вследствие отсутствия нагрева;
- экологичность производства — в связи с неприменением припоев, флюсов;
- высокая надежность.
Кроме этого, монтаж происходит значительно быстрей, чем при использовании пайки, отсутствует необходимость очистки от остатков флюса, а также нанесения покрытия, защищающего от влаги.
Соединяемые компоненты
Контактный штырь состоит из нескольких частей:
- верхняя часть, которая принимает на себя все давление пресса;
- часть, фиксируемая в отверстии;
- заходная часть, играющая роль носика, а также способствующая входу в отверстие;
- необязательный элемент, предназначенный для монтажа накруткой, выступающий над поверхностью платы.
Основную функцию выполняет вторая часть, которая может иметь различную форму. Ее задачей является создание силы давления на стенки отверстия, не меняющееся в зависимости от времени или изменения условий эксплуатации. Качество контакта обеспечивается упругими свойствами боковых стенок элемента, длина которого должна быть равна толщине платы, а его поверхность — свободна от царапин, каких-либо следов загрязнения или коррозии. Остальные части штыря облегчают процесс его монтажа.
Отверстие металлизируется дважды:
1. сначала покрывается медью;
2. на медь наносится смесь олова со свинцом либо золота с никелем.
Второй слой кладется не всегда и выполняет вспомогательную функцию — является смазкой в процессе запрессовки. Необходимо учитывать также, что этот слой не должен быть слишком толстым, чтобы при запрессовке его частицы не были выдавлены на поверхность платы.
Чаще всего отверстия ограничиваются контактными площадками, что повышает прочность покрытия внутри.
Процесс установки
Основным оборудованием при работе являются пресс, пуансон, передающий давление на монтируемый элемент, а также матрица, которая устанавливается под платой, придавая ей дополнительную прочность.
В связи с высокими требованиями к соответствию толщины штыря диаметру отверстия перед началом работ все детали должны быть проверены. Любые отклонения от заданных размеров ведут к возникновению дефектов монтажа, что провоцирует появление между отдельными слоями печатного монтажа платы «плавающего» контакта или его полное отсутствие.
Сначала под пресс помещается технологическая плата и осуществляется пробное соединение, которое проходит проверку качества. Только после этого запрессовке подвергается рабочая плата. Подобный контроль производится при установке под пресс каждой новой платы.
После окончания работ все изделия проходят еще две проверки — сначала визуальную с использованием оптических приборов, затем с помощью рентгеновского оборудования.
Запрессовку рекомендуется выполнять после пайки на плату радиодеталей. Однако такой вариант не всегда удобен, поскольку при большой плотности монтажа не хватает места для установки матрицы. Порядок проведения работ меняется. Хотя здесь тоже есть свой минус — при излишнем нагреве основание может «поплыть», что приведет к ослаблению запрессовки.