白皮书：压入技术基础
压入区：作为焊接技术的坚固替代方案
引言
自压入技术应用于电信领域以来，它已发展成为汽车和工业电子领域中一项成熟的关键技术。随着电气化、自动驾驶和工业4.0等当前趋势的发展，对可靠且经久耐用的连接系统的要求也在不断提高。
特别是在存在振动、温差、湿度和机械应力的恶劣使用环境中，压入技术凭借其高度的工艺可靠性和长期稳定性而备受青睐。 尽管压入区结构各不相同，但所有方案均旨在实现同一目标：在PCB与触点之间建立持久、机械牢固且电气可靠的连接。
具体方法是将压入区设计得比PCB孔径更大，并施加预定力进行压入。由此形成一种气密、电气稳定且机械耐受性强的连接，并保持恒定的低接触电阻。
特别是在存在振动、温差、湿度和机械应力的恶劣使用环境中，压入技术凭借其高度的工艺可靠性和长期稳定性而备受青睐。 尽管压入区结构各不相同，但所有方案均旨在实现同一目标：在PCB与触点之间建立持久、机械牢固且电气可靠的连接。
具体方法是将压入区设计得比PCB孔径更大，并施加预定力进行压入。由此形成一种气密、电气稳定且机械耐受性强的连接，并保持恒定的低接触电阻。
基础知识
在压入技术中，通过将连接器插针（Pin）压入带通孔的印刷电路板孔中，可在连接器与印刷电路板之间建立电气连接。
压入技术基于一个简单的原理：
连接器插针的压入区域在横截面上具有比金属化印刷电路板孔更大的对角线长度。 压入过程中产生的变形由插针上的柔性区域吸收，因此电路板插座仅发生轻微变形。在此过程中，插针与金属化电路板孔之间形成冷焊：一种气密、耐腐蚀、低阻抗且导电性极高的连接。 即使在振动、弯曲和剧烈温差等高机械和热负荷条件下，该连接也能保持长期稳定。
我们建议在压入过程中进行实时监控。力-位移分析以及基于摄像头的系统可对连接质量进行可靠评估。
除了采用我们久经考验的 Tcom press® 压入区技术外，ept 还提供其他连接技术，例如焊接通孔、THR 或 SMT——每种技术都针对具体应用进行了优化。
压入技术基于一个简单的原理：
连接器插针的压入区域在横截面上具有比金属化印刷电路板孔更大的对角线长度。 压入过程中产生的变形由插针上的柔性区域吸收，因此电路板插座仅发生轻微变形。在此过程中，插针与金属化电路板孔之间形成冷焊：一种气密、耐腐蚀、低阻抗且导电性极高的连接。 即使在振动、弯曲和剧烈温差等高机械和热负荷条件下，该连接也能保持长期稳定。
我们建议在压入过程中进行实时监控。力-位移分析以及基于摄像头的系统可对连接质量进行可靠评估。
除了采用我们久经考验的 Tcom press® 压入区技术外，ept 还提供其他连接技术，例如焊接通孔、THR 或 SMT——每种技术都针对具体应用进行了优化。
压入技术的优势
与传统焊接技术相比，压入技术在质量、经济性、功能性和环保性方面具有诸多优势。该技术以极高的可靠性和机械强度为特点，尤其能有效抵御冲击和振动。此外，还能避免冷焊点或短路等常见故障。
在经济性方面，压入技术凭借其可维修性和高成本效益的组装工艺同样令人信服。在功能上，它能够实现工艺可靠且不会对电路板造成热应力的加工，从而保护元器件。 同时，连接器触点上不会残留焊锡。
此外，压入技术还具有环保优势，因为既不会产生焊接烟雾，也不会产生助焊剂残留，因此无需额外的清洁工序。因此，它符合 RoHS 和 WEEE 等现行的环境要求和准则。
在经济性方面，压入技术凭借其可维修性和高成本效益的组装工艺同样令人信服。在功能上，它能够实现工艺可靠且不会对电路板造成热应力的加工，从而保护元器件。 同时，连接器触点上不会残留焊锡。
此外，压入技术还具有环保优势，因为既不会产生焊接烟雾，也不会产生助焊剂残留，因此无需额外的清洁工序。因此，它符合 RoHS 和 WEEE 等现行的环境要求和准则。
压入技术的缺点
尽管具有诸多优势，与焊接技术相比，压入技术仍存在一些局限性。它对印刷电路板（PCB）的质量要求很高，尤其是钻孔直径和公差，并且需要专用工具和设备，从而导致投资成本较高。
此外，压入过程中会产生机械应力，如果操作不当，可能会导致损坏。 与焊接技术相比，其微型化能力在某些方面也受到限制。
此外，压入过程中会产生机械应力，如果操作不当，可能会导致损坏。 与焊接技术相比，其微型化能力在某些方面也受到限制。
压入技术的选择标准
可靠的压接连接取决于多个质量特征之间的最佳配合。其中，压接区域的设计、具体应用场景、印刷电路板的特性以及加工工艺尤为关键。
只有当这些因素相互协调时，压接技术才能充分发挥其潜力，从而确保连接具有持久的稳定性、良好的机械承载能力以及电气安全性。
只有当这些因素相互协调时，压接技术才能充分发挥其潜力，从而确保连接具有持久的稳定性、良好的机械承载能力以及电气安全性。
一、 印刷电路板的选型标准
该表格对比了不同印刷电路板表面在层厚及适用于压入工艺方面的表现。
| 表面 | |||||
| 浸镀锡 | ENIG | 浸镀银 | OSP | 无铅HAL | |
| 镀层厚度 | 0.8 至 0.2 µm | 5 µm Ni 0.1 µm Au | 0.1 - 0.2 µm | 0.1–0.5 µm | 5 - 50 µm |
| 适用于 压入工艺 | 非常适合 | 有限* | 有限* | 良好 | 有限* |
浸锡工艺最为适用，OSP工艺被评为良好，而ENIG、浸银和无铅HAL工艺则仅在特定情况下适用——具体取决于应用场景。
此外，图中还展示了典型的压入区域，这些区域通常由镍层上的锡或锡合金构成。 总体而言，该图表清楚地表明，表面处理的选择对压入技术的质量和可靠性具有决定性影响，必须根据具体应用进行谨慎选择。
此外，图中还展示了典型的压入区域，这些区域通常由镍层上的锡或锡合金构成。 总体而言，该图表清楚地表明，表面处理的选择对压入技术的质量和可靠性具有决定性影响，必须根据具体应用进行谨慎选择。
II. 压入区的选择标准
在压入区，可采用以下表面处理：哑光锡、锡铅、银锡或锡银镀层，以及铟镀层，均基于镍层。
| 表面 | ||
| 0.30 - 1.50 µm 哑光锡 | 覆盖 | 1 - 3 µm 哑光镍 |
| 0.30 - 1.50 µm 92/8 - 97/3 锡铅哑光 | 覆盖 | 1 - 3 µm 哑光镍 |
| 0.35 - 1.50 µm AgSn 或 SnAg | 覆盖 | 1 - 3 µm 哑光镍 |
| 0.30 - 1.50 µm 铟 | 覆盖 | 1 - 3 µm 哑光镍 |
合适的表面处理对实现可靠的压入连接至关重要。它会影响压入力，并在受力时必须能够发生塑性变形而不受损。同时，它还能确保稳定的电气接触，防止腐蚀，并降低接触电阻。此外，合适的涂层还有助于避免印刷电路板受损，并确保工艺的安全性和可重复性。
孔结构
为了实现高质量的压入连接，在印刷电路板制造过程中必须特别注意钻孔直径、端孔直径、铜套管厚度以及电路板表面。
正确的孔结构至关重要，因为它直接影响连接的机械稳定性和电气可靠性。只有当孔径和套管尺寸协调得当时，才能形成必要的压配合，从而确保牢固的固定和稳定的接触。任何偏差都可能导致压入力过大、过孔损坏或接触不良。 此外，合适的孔结构有助于补偿制造公差，并确保工艺质量的一致性。
以下孔结构是一个典型的实施示例。
正确的孔结构至关重要，因为它直接影响连接的机械稳定性和电气可靠性。只有当孔径和套管尺寸协调得当时，才能形成必要的压配合，从而确保牢固的固定和稳定的接触。任何偏差都可能导致压入力过大、过孔损坏或接触不良。 此外，合适的孔结构有助于补偿制造公差，并确保工艺质量的一致性。
以下孔结构是一个典型的实施示例。
| LP材料 | FR4 | |
| 标称孔径 | Ø 1.0 mm | |
| A | 电路板厚度 | 最小 1.44 mm |
| B | 端孔 | Ø 1.0 +0.09 / -0.06 毫米 |
| C | 底孔 | 1.15 ±0.025 毫米 |
| D | 铜层 | ≥ 25 µm |
| E | 表面 | 化学镀锡层，0.5–1.5 µm |
| F | 残留环 | 最小 0.1 毫米 |
加工
要实现机械和电气性能持久可靠的连接，受控的压入工艺至关重要。必须使用上模和压板。
上模将压机的力传递到触点，而压板则支撑电路板，并保护其免受机械应力的影响。 根据连接器的不同，会使用平板模具或梳形模具。
如果模具之间未能实现最佳匹配，可能会对电路板产生不必要的力，从而损坏已安装的元件。压入力应完全由下模吸收。
压入连接器的电路板加热温度不应超过 125 °C。
上模将压机的力传递到触点，而压板则支撑电路板，并保护其免受机械应力的影响。 根据连接器的不同，会使用平板模具或梳形模具。
如果模具之间未能实现最佳匹配，可能会对电路板产生不必要的力，从而损坏已安装的元件。压入力应完全由下模吸收。
压入连接器的电路板加热温度不应超过 125 °C。
结论
压入技术是传统焊接技术的一种高效且具有前瞻性的替代方案。它凭借极高的工艺可靠性、卓越的机械稳定性以及持久可靠的电气连接而备受青睐——即使在严苛的使用条件下亦是如此。
特别是在电气化程度日益加深、功率密度不断提升，以及对坚固性和使用寿命要求日益提高的背景下，压入技术展现出了决定性的优势。 然而，要实现最佳性能，压入区、电路板和加工工艺必须精准配合。
其中，选择设计最优的压入区是成功的关键因素。ept GmbH的压入区——尤其是Tcom press®技术——具有极易控制的压入特性、对电路板应力的影响小以及极高的工艺窗口稳定性。 这既最大限度地减少了过孔的损坏，又确保了长期稳定的电气接触。此外，ept压入区的几何结构即使在公差较小和电路板结构复杂的情况下，也能实现可靠的加工。
作为连接技术领域的资深专家，ept GmbH 提供围绕压入技术量身定制的解决方案。凭借 Tcom press® 压入区等创新技术、全面的应用专业知识以及卓越的制造能力，ept 助力客户为高要求应用实现可靠且经济的连接解决方案。
特别是在电气化程度日益加深、功率密度不断提升，以及对坚固性和使用寿命要求日益提高的背景下，压入技术展现出了决定性的优势。 然而，要实现最佳性能，压入区、电路板和加工工艺必须精准配合。
其中，选择设计最优的压入区是成功的关键因素。ept GmbH的压入区——尤其是Tcom press®技术——具有极易控制的压入特性、对电路板应力的影响小以及极高的工艺窗口稳定性。 这既最大限度地减少了过孔的损坏，又确保了长期稳定的电气接触。此外，ept压入区的几何结构即使在公差较小和电路板结构复杂的情况下，也能实现可靠的加工。
作为连接技术领域的资深专家，ept GmbH 提供围绕压入技术量身定制的解决方案。凭借 Tcom press® 压入区等创新技术、全面的应用专业知识以及卓越的制造能力，ept 助力客户为高要求应用实现可靠且经济的连接解决方案。