什么是 PressFIT技術(shù)？

PressFIT 技術(shù)是一種完備的連接方法，該方法采用的是具有弓形主體的引腳。引腳在插入合適尺寸且具有鍍層的 PCB 通孔時將受到壓縮，從而建立電氣連接并保持機械可靠性。PressFIT不依賴于焊接或任何其他連接方法來固定住引腳。

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優(yōu)勢 1：簡單

PressFIT 連接器的設(shè)計支持簡單、高效安裝，無需緊固、使用專用設(shè)備或進行多次操作。在全新 Wolfspeed WolfPACK 功率模塊中，引腳與 PCB 上的孔對齊，模塊經(jīng)推合到位。插入后，模塊即被機械固定并實現(xiàn)電氣連接。

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優(yōu)勢 2：更高功率傳輸

與其他一些連接方法相比，在有鍍層的通孔和引腳之間建立安全的機械連接可支持更高的電流傳輸。PressFIT 的熱特性（包括散熱）更為出色。增大的電流容量和增強的熱性能均對功率模塊應(yīng)用有益。因此，Wolfspeed WolfPACK 功率模塊非常適用于各種轉(zhuǎn)換器拓撲，如有源整流器、降壓和升壓電路。

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優(yōu)勢 3：低故障率

相比其他連接方法，PressFIT 連接器的故障率位列最低行列。通常情況下，PressFIT 故障率為 0.005 FIT（其中 1 FIT 表示器件在 10^9 小時中出現(xiàn)一次故障），而螺絲端子連接和焊接的故障率都高達 0.5 FIT。PressFIT 是高可靠性要求應(yīng)用的最佳解決方案，進而使得 Wolfspeed WolfPACK 模塊非常適用于具有此類可靠性要求的應(yīng)用，如可再生能源功率轉(zhuǎn)換、并網(wǎng)轉(zhuǎn)換器、工業(yè)電機驅(qū)動器等。

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優(yōu)勢 4：原型設(shè)計

由于使用 PressFIT 引腳的模塊通過插入 PCB 即可進行簡單安裝，因此，其安裝快速并可輕松部署在原型設(shè)計中。此外，由于可移除連接，使得該模塊可在其他項目、設(shè)計或配置中重復(fù)使用。雖然易于安裝，但 PressFIT 引腳建立的連接卻非常可靠，適合在最終產(chǎn)品中使用。

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優(yōu)勢 5：PCB 制造

PressFIT 引腳的一大重要優(yōu)勢在于能夠與有鍍層的通孔兼容。與某些連接不同，PressFIT 引腳不需要專用零件，其與 PCB 直接兼容。因此，模塊無需專用連接器，而專用連接器的交付周期可能很長。

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此外，PressFIT 引腳僅需要模塊正確朝向PCB 并推合到位即可，從而減少安裝時間。除減少安裝時間/成本外，由于模塊只有在正確朝向時才可插入成功，因此，PressFIT 引腳還可提高可靠性。與 PCB 有鍍層的通孔兼容還可降低整個系統(tǒng)的成本，因為除了在 PCB 制造期間制作的孔之外，無需任何其他零件或組裝步驟。

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Press-Fit壓接技術(shù)由彈性可變形插針或剛性插針與PCB金屬化孔配合而形成的一種連接。在插針與金屬化孔之間形成緊密的接觸點，靠機械連接實現(xiàn)電氣互連。為了形成緊密的配合，針腳的橫截面尺寸必須大于PCB金屬化孔孔徑，在壓接過程中，針腳橫截面或金屬化孔要產(chǎn)生變形。

Press-fit技術(shù)是一種無焊接連接Pin技術(shù)。它的設(shè)計及測試能夠達到汽車電子的各項測試要求（基于IEC,EIA和SAE等國際標(biāo)準(zhǔn)），其中包括振動、機械性能及熱沖擊（溫度高達125℃）測試。

這種技術(shù)允許組裝端子與印刷電路板（PCB）電鍍通孔進行連接，通過這種技術(shù)可以實現(xiàn)一種機械式電導(dǎo)通與維護而無需使用焊接技術(shù)。

• PCB上無熱應(yīng)力產(chǎn)生；
• 無影響可靠連接的焊劑殘渣、錫珠等導(dǎo)電物質(zhì)；
• 無焊接中常見的虛焊、短路、透錫不良現(xiàn)象；
• 連接器壓接后，一般無需再用螺釘與 PCB 固定；
• 使用長插針連接器壓接時，PCB 背后伸出的針腳可 作為背面插針，實現(xiàn)雙面連接；
• 有確定的接觸阻抗和良好的高頻性能；
• 壓接效率高且成本低；
• 可重復(fù)裝聯(lián)（不超過三次）；
• 壓接后免清洗，成本降低，環(huán)保安全。

Press-Fit壓接的歷史

1）1970年：硬性壓接；

2）1974年：C-press、Eye of the Needle柔性壓接；

3）1983年：Tcom press-fit section柔性壓接；

4）1980’S：應(yīng)用于通信行業(yè)；

5）1990'S：應(yīng)用于通信行業(yè)和汽車行業(yè)；

6）2000'S：大量應(yīng)用于通信、汽車、機車和軍事行業(yè)。

不同廠家生產(chǎn)的其壓接區(qū)的結(jié)構(gòu)也不一樣，采用的結(jié)構(gòu)有以下幾種：

不同品牌Pin針的結(jié)構(gòu)、尺寸、材質(zhì)不一樣決定了壓入力，保持力等技術(shù)指標(biāo)也是不同的，可以參考以下標(biāo)準(zhǔn)，對印制板的一般設(shè)計要求：

1）金屬化孔鍍層均勻，不得有毛刺，孔銅厚度要求25μm以上，抗剝強度不小于120N；

2）孔徑精度一般要求為±0.05mm；

3）最大寬度為400 mm；

4）元器件與連接器的間距要求大于5mm。

壓入力和保持力：

1）每根插針的有效壓入力最好不要超過150N；

2）德國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)41611中規(guī)定了連接器插針的最小保持力要求。

針對角線長度或直徑	最小保持力
≤1.3mm	30N
＞1.3mm	40N

青銅：CuSn4/C511, CuSn6/C519, CuSn8/C521

優(yōu)點：強度水平、細晶粒、低楊氏模量

不足：導(dǎo)電率低、高溫條件下（＞100℃）應(yīng)力松弛性能較低

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CuNiSi合金：C7025, C19005/C19010

優(yōu)點：高強度、應(yīng)力松弛性能可達150℃/1000h中等導(dǎo)電

不足：較高的楊氏模量 - 取決于加載方向

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CuCrZr合金：C18150/C18160, C18400

優(yōu)點：高導(dǎo)電、應(yīng)力松弛性能可達175℃/1000h中等強度

不足：成型性能、電鍍性能

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銅鎳硅合金，通過冷加工和固溶時效強化熱處理，實現(xiàn)工藝突破，獲得優(yōu)良的綜合性能；將抗拉強度突破850%IACS以上，確保連接可靠。其次，材料導(dǎo)電率為35-60%IACS，確保信號傳輸?shù)牡脱訒r。此外，通過特殊工藝制程，改善Press-Fit連接的插入力和拔出力，有效提升了接觸穩(wěn)定性，解決壓接端子接觸可靠問題，滿足汽車電子控制單元用端子的材料要求。通過特殊工藝制程，改善Press-Fit連接的插入力和拔出力，能夠提升接觸穩(wěn)定性，是小型化和信號連接的理想選材。

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PTH常用的材料是玻纖+環(huán)氧樹脂+銅箔，厚度>1.6，鍍層一般是沉錫或OSP。PTH的結(jié)構(gòu)比較單一，一般來說PCB層數(shù)都會＞4層。PTH的孔徑一般要求比較嚴(yán)格，具體需要根據(jù)Pin的設(shè)計而定，通常來說，鍍銅的厚度約為30-55μm，沉錫的厚度一般約＞1μm，鉆孔尺寸及電鍍后尺寸均須依照零件建議值清楚告知PCB廠參照加工，不可僅要求電鍍后孔徑大小，需依照下列規(guī)則：

電鍍孔銅厚度?(PTH Cu thickness)?不可小于1mil (平均或單點)。

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PressFIT 技術(shù)為電力電子系統(tǒng)提供諸多優(yōu)勢，包括高可靠性、出色的電氣和熱特性以及簡單安裝。機械壓縮引腳能夠建立牢固連接，而使用 PCB 有鍍層的通孔則使得 PressFIT 引腳易于在設(shè)計中實現(xiàn)。最后，PressFIT 引腳具備可重用性，不再需要焊接、扳手及專用工具，從而簡化了原型設(shè)計、變更和模塊更換。

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來源： 同思實業(yè)

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