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热辣滚烫--如何让PCB上的固定螺丝孔沉下去

发布时间:2024-02-19 13:40

高速先生成员--王辉东


龙腾盛世,岁月如歌。祝大家开工大吉,热辣滚烫,红红火火,新的征程已然拉开帷幕。

林如烟和赵理工常听大师兄说,最近几年随着国内芯片行业的快速崛起,ATE工装治具和测试板的需求持续增大,由于芯片测试对于PCB平整度和稳定性要求要求越来越严格,而台阶孔做为某些ATE板上的一个特殊存在,其设计和制作在后期装配方面显得尤为重要。 一不小心就全盘皆输,成了大家学习的教材,这不,新年第一篇案例轰轰烈烈的来了……

什么是台阶孔

顾名思义,就是在PCB上做出有类似于台阶的孔径,方便装配某些特殊的器件,通常PCB上端的大孔分为圆形和锥形。这两个最常见的孔是柱形沉头孔和锥形沉头孔。(也叫沉头孔和埋头孔)如下图所示: 

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沉头孔是一个圆孔,通常具有不同直径的截面。钻取的目的是让固定头或任何其他具有方形平肩的固定件无缝地嵌入钻孔材料中。锥形孔是在圆孔边缘钻的一个大的钝角浮雕或斜角,其设计允许使用沉头进行固定,如铆钉和螺钉。该孔允许固定件顶部与材料齐平。

台阶孔的分类:

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埋头孔——即锥形沉孔,沉头螺钉用。像圆锥的形状一 样,孔径由一头向另一头逐渐变 大后形成的孔形。 其实此类孔除锥形孔的说法外,还有其它的叫法。 如:喇叭孔、沉头孔等。


沉孔——将紧固件的头部完全沉入零件的阶梯孔。沉孔一般就是用平头钻针或锣刀在板子上钻孔但是不能钻透(即半通孔) 最外/最大孔径处的孔壁与最小孔处的孔壁的过渡部分是与pcb表面平行的,连接大小孔部分是平面,不是斜面。安装螺钉之类的东西,如圆柱头内六角螺钉等用,需标注深度。


一般沉头用在要求连接后表面光滑没突起的地方,因为沉头可以拧到零件里。圆头也可以拧进零件里。


台阶孔的作用:

台阶孔指的是允许将紧固件固定在与PCB层压材料表面齐平的钻孔加工方法。主要用途为一些专业的零件焊接和固定用做结构装配用。

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台阶孔设计的六大注意事项:

如下图所示: 

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1、大孔的直径

2、小孔的直径

3、阶梯孔的角度

4、阶梯孔的深度

5、孔是否金属化

6、阶梯孔的钻孔方向.

台阶孔的案例:

客户板上有螺母下沉,所以设计PCB上沉孔要求如下:

此板沉孔大孔5.6mm,小孔2.7mm,深度为1.45mm,此板板厚为1.6mm。有什么隐患呢。

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猛一看客户的要求,感觉十分的合理。林如烟套入沉孔的计算工式,用专业的小软件计算一下,结果如下:

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不算不知道,一算吓一跳。

PCB成品板厚1.6mm,沉孔深度为1.45mm,只有0.15mm的余厚,并且锥形孔的钻头是一个有角度的尖角,再考虑PCB板厚公差为1.6mm+-10%,基本上锥形孔加工完后,PCB板被大孔钻穿,无法完成装配。

大师兄说我也遇到过一个案例,刚好和如烟碰到的这个相反。客户要求,成品1.6mm的PCB,做锥形孔,大孔做1.0mm,小孔做0.65mm的成品孔径,锥形深度0.65mm,我套入工式计算了一下,实际锥形深度只能做到0.175mm,无法满足客户PCB的正常装配,螺母不能正常下沉。

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本期提问

关于PCB的沉孔设计,相信大家一定有其它经典故事和案例,新年的第一篇文章为大家解解春节的油腻,清新的春天,从大家畅聊开始。