La technique de l'insertion press-fit est une technique de connexion électrique et mécanique sans soudure entre le composant et le circuit imprimé. Pour ce faire, une broche est insérée à force dans le contact traversant du circuit imprimé. Aux points de contact entre la broche et la paroi du trou, des zones étanches au gaz sont créées par soudage à froid des matériaux de contact.
En tant qu'alternative au montage par soudureTHT ou SMT, la technique de pressage permet d'éviter les contraintes thermiques et garantit une grande fiabilité de la connexion ainsi qu'une capacité de courant élevée (pin en version massive).
La technique de pressfit requiert une tolérance réduite du diamètre du trou et est donc une fabrication spéciale.
Vous devez définir une couche supplémentaire pour la technique de pressfit et l'éditer comme programme de perçage supplémentaire lors de l'exportation Gerber. Les données ODB++ contiennent automatiquement cette information ! Si vous souhaitez utiliser notre service d'importation de données (par ex. pour EAGLE, KiCad,...) , veuillez nous communiquer la position correspondante.
Avantages de la technique de l'insertion press-fit:
- Grande fiabilité de la connexion avec une valeur FIT (Failure in Time) extrêmement faible.
- Aucune contrainte thermique sur les composants de connexion grâce à un montage sans soudure
- Forces de maintien élevées : les pins sont en contact étanche au gaz dans les trous métallisés
- Processus d'insertion efficace : processus d'insertion par presse à genouillère ou pneumatique
Pour la technique pressfit, veuillez nous envoyer la fiche technique du fabricant avec vos données de circuit imprimé et activer l'option "Press-fit" dans notre calculateur de circuit imprimé. La technique de pressfit doit être définie dans une couche supplémentaire. Pour les pins dorées, il est recommandé d'utiliser une surface finale étamée (par ex. étain chimique, HAL sans plomb).
Surfaces pour l'insertion pressfit
La technique d'insertion en force est en principe réalisable avec toutes les surfaces finales. En raison de la faible tolérance, nos clients choisissent généralement une finition chimique, par exemple or chimique (recommandé) ou étain chimique. HAL sans plomb (étamage à l'air chaud) est une autre alternative. Il est possible que la surface soit déjà spécifiée directement par le fabricant du connecteur.
Il n'est pas recommandé de combiner des pins dorées avec une surface en or chimique, car cela peut entraîner une augmentation des forces d'insertion. Le pin ou la surface du circuit imprimé doit être étamée. C'est la seule façon d'obtenir des propriétés de glissement suffisantes lors du processus d'insertion.
Pressfit paramètres
| tolérance | sur demande | min. Distance au SMD | |
|---|---|---|---|
| Diamètre final Ø ≤ 6.0mm (percé) | ±0.05mm | +0.1mm/-0mm | 2mm |
| Diamètre final Ø > 6.0mm (fraisé) | ±0.075mm | ±0.05mm | 2mm |
A partir d'un diamètre final d'environ 6.0mm, en fonction de la surface, les trous sont fraisés et non pas percés.
Veuillez indiquer le diamètre final dans vos données et nous envoyer la fiche technique du fabricant avec votre commande.
Veuillez respecter une distance minimale de 2mm avec les composants SMD voisins afin d'éviter toute contrainte mécanique critique lors de l'assemblage.
FAQ sur l'insertion press-fit
Il existe principalement deux types principaux de pins pour l'insertion press-fit :
Les pins à zone flexible (avec une zone élastique souple) se déforment lors du pressage et préservent la paroi du trou, ce qui est idéal pour les multicouches et les réparations fréquentes.
Les pins massifs sont rigides et atteignent des forces de maintien très élevées, ce qui les prédestine aux connexions conductrices de courant et aux applications avec des exigences mécaniques élevées. Le choix dépend de l'application, du courant admissible et des spécifications du fabricant.
En principe, tous les matériaux FR4 courants conviennent. Il est important d'avoir une grande précision dimensionnelle et une bonne température de transition vitreuse - voir circuits imprimés à haute température - car le matériau est soumis à des contraintes ponctuelles lors du pressage.
L'un des avantages de l'insertion press-fit est la facilité de réparation. Contrairement aux assemblages brasés, les broches à sertir peuvent souvent être ré-extrudées à l'aide d'outils spéciaux. En particulier, l'utilisation de pins à zone flexible permet généralement d'effectuer plusieurs cycles (insertion et extraction), tandis que les pins massifs sont plutôt conçus pour un montage permanent et unique.
La force d'emmanchement est l'indicateur de qualité décisif dans le processus d'assemblage. Il ne s'agit pas d'une valeur fixe, mais l'évolution de la force est surveillée sur la course d'emmanchement (surveillance de la force par rapport à la course). Il est ainsi possible de savoir si la goupille est correctement positionnée, si la paroi du trou est endommagée ou s'il existe des problèmes de tolérance.
L'assurance qualité se fait en plusieurs étapes. Les contrôles non destructifs consistent souvent à surveiller la force d'insertion pendant le processus (contrôle force/course). De manière destructive, des tests d'extrusion (push-out tests) peuvent vérifier quantitativement la force de maintien. Des coupes microscopiques donnent des informations sur l'étanchéité au gaz et la déformation du pin et de la paroi du trou à l'intérieur.
Pour l'insertion press-fit, ce sont surtout deux normes internationales qui font référence :
- CEI 60352-5: il s'agit de la principale norme pour les connexions électriques sans soudure - Partie 5 : Connexions par insertion en force. Elle définit les exigences, les méthodes de test et les directives d'application.
- DIN EN 60652-5: L'adoption par l'Allemagne de la norme CEI.
En outre, les fabricants de connecteurs tels que ERNI, TE Connectivity ou HARTING spécifient souvent leurs propres règles de conception détaillées et des spécifications de tolérance pour leurs zones d'insertion à force spécifiques, qui sont généralement basées sur ces normes ou les concrétisent.
Oui, c'est possible et cela se pratique par exemple dans l'industrie automobile pour fixer des connecteurs directement sur la section rigide d'une carte rigide-flex. Une attention particulière doit être portée à la zone de transition entre la zone rigide et la zone flexible, car des tensions mécaniques peuvent apparaître à cet endroit. L'opération de pressage ne doit donc pas être effectuée trop près de cette zone.
Une connexion étanche au gaz est créée par le soudage à froid des matériaux de contact aux points de contact microscopiques entre le pin et la paroi du trou. Lors de l'emmanchement, les surfaces sont pressées l'une contre l'autre sous haute pression au point de se déformer et de faire disparaître les cavités remplies d'air. La zone de contact est ainsi complètement isolée de l'air ambiant.
Le grand avantage est qu'en l'absence d'oxygène et d'humidité, aucune corrosion (oxydation) ne peut se produire au niveau du point de contact critique. La connexion reste stable pendant des décennies et conserve une résistance de contact constamment faible - c'est la base de sa grande fiabilité (faibles valeurs FIT).
L'insertion press-fit est privilégiée partout où une fiabilité maximale est requise et où les contraintes thermiques doivent être évitées. Les domaines d'application typiques sont :
- l'électronique automobile et de véhicules commerciaux: La connexion sans soudure et résistante aux vibrations est particulièrement importante dans les environnements exigeants tels que les unités de contrôle moteur, les systèmes d'airbag ou la technologie des batteries haute tension des voitures électriques.
- Techniques industrielles et médicales : les contacts étanches aux gaz, stables à long terme contre les influences environnementales, ainsi que la réparabilité des modules de haute qualité sont très appréciés dans ce domaine.
- Aéronautique et ferroviaire : dans ces domaines, les contraintes mécaniques extrêmes et les grandes variations de température sont monnaie courante. Les forces de maintien élevées et la résistance de l'insertion press-fit sont ici des avantages décisifs.
- Alimentation électrique et énergies renouvelables : Dans les applications à courant élevé, comme celles des télécommunications, des convertisseurs pour éoliennes ou de l'électronique de puissance, on utilise souvent des broches à sertir massives pour une connexion sûre et à faible impédance.