压接工艺在微机保护中的应用

压接工艺在微机保护中的应用

王妍娟1徐超2

（1南京国电南自自动化有限公司；2南京南瑞继保电气有限公司江苏南京210000）

摘要：本文结合微机保护发展中高速通迅对连接器的要求，概述了压接的原理、印制板的设计要求、压合过程及压接后的插件在微机保护中的测试验收过程。无焊点连接，即压入连接技术已经经过多年的使用，证明其接触可靠、环保经济，同时PCB板面因没有使用助焊剂，所以无残留物，省去了繁杂的清洗工序，同时减轻了焊接时高温对电连接器的冲击，降低了清洗时化学溶剂对PCB板及电连接器在绝缘保护方面的损伤，相对提高了产品的可靠性。

关键词：压接工艺；设计；检测；微机保护

1.引言

随着经济的不断发展，各行各业对电力微机保护设备的需求越来越大，要求电力微机保护设备不断应用新材料、新技术，提高服务质量。对微机保护中的通讯传输速度要求也越来越高。当传输速度要达到1Gbps以上的速率时就需要使用压接式连接器来实现。

2.压接式电连接器有五大优势

①减少串扰所采用的差分信号、无噪声信号和接地层技术

②减少了焊料对连接器电触点的污染；

③提高了生产效率，减轻了劳动强度；

④保护环境，支持环保；

⑤科技创新，与国际工艺接轨。

3.原理

压接工艺就是将若干个过盈尺寸的有特殊外型的插针通过一定的方式压入印制电路板上钻好的通孔中以达到接触导通的效果。其基本要素就是插针的接合区直径必须大于孔径，从而在压入时使插针和通孔的结合面的产生变形，插针或者通孔的变形同时也会两者之间的紧密配合保持下去

4.压接工艺对物料的要求

4.1目前微机保护中使用的高速连接器主要有：SFP光模块、高速背板连接器、背板与背板互联连接器及普通速度的压接连接器

4.2连接器的压合区要求

不同的连接器厂商可能会开发他们自己的压合区、在目前的市场上占有份额较大的有四种弹性压合区：

针眼

V形(V区域)

动态插针

Tcom

目前微机保护中所使用的连接器多采用“针眼”式压合区以保证工艺一致性，本文也是针对针眼式压合区所编写。针眼式压合区的示意图如下图1：

采用该类型的压合区具有以下优点：

①可能允许印制板的镀通孔具有较大的公差；

②压入力较小（相对硬性插针）；

③允许在同一孔上进行多次插接操作；

4.3压接使用的印制板要求

4.3.1板材及翘曲度

和焊接式PCB板材要求一样，采用FR-4基材；但压接工艺的PCB要求翘曲度应小于0.75%

4.3.2孔径要求

4.3.4成品板厚度公差

控制在±10%以内

5.压接过程

压接时的压入力与PCB的孔直径、连接器插针针数、PCB的厚度及压合区相关，其压力关系如下图所示：编制压接程序时应综合考虑进行预设置。

6.插件的导通电阻检测

具体试验方式为：

1)、常温试验：常温22℃，分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻。

2)、高温试验：高温55℃，持续2个小时，分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻；测试在常温下进行，每个板子读取整组数据的时间为10min-15min。

3)、低温试验:高温-20℃，持续2个小时，分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻。测试在常温下进行，每个板子读取整组数据的时间为10min-15min。

4)、振动耐久试验:试验等级I级，频率范围10Hz-150Hz，重力加速度1G，上下方向扫频循环数20次，每次扫频循环时间8min；分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻。

5)、冲击耐久试验:试验等级I级，重力加速度147m/s,脉冲持续时间11ms，每个方向上脉冲数3次，每根轴线上的脉冲数6次；分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻。

6)、碰撞试验:试验等级I级，重力加速度98m/s，脉冲持续时间16ms，每个方向上的脉冲数1000次，对应于每根轴线上的脉冲数2000次；分别测试板1和板2各连接器端子的导通电阻。

7)按以上的测试条件进行测试。

8)导通电阻检测结论

使用压接式连接器的插件进行保护功能性试验，结果显示功能测试良好通过。

7.效率分析

采用压接工艺压接一个连接器（以48针为例）约需要20秒，而焊接完一个同样的连接器则大概需要1分20秒，单位时间内效率提升4倍多。

8.结语

本文对微机保护中使用的高速连接器在生产中的应用进行了简单的探讨，通过对物料及压接过程的控制，确保有效的压合。随着传输速度的提升及小型化、集成化的发展，高速连接器的压接技术将会得到更好的运用。

参考文献：

[1]ERNIAsia公司Y.H.Koh.连接器的新发展

[2]樊融融.现代电子装联工艺过程控制电子工业出版社,2010.

作者简介：

王妍娟（1979-），女，安徽宿州人，本科，助理工程师。从事电力系统继电保护应用及研究工作。

徐超（1979-），男，江苏吴江人，本科，工程师。从事电力系统继电保护应用及研究工作。