您知道什么是鱼眼针脚元件吗？其在PCB板上的压接工艺应该属于PCBA加工工艺（按位置）还是组装工艺（按办法）？如何检测压接效果？压接不良主要有哪些方面的因素，这些因素分别该采用什么样的分析方法？什么是“TP值”“VMM”“ PARS”，本文通过一个鱼眼针脚连接器压接失效案例的分析过程让您全面掌握压接工艺的现象与本质。

一、压接工艺简介

压接是将弹性或实心的插针引脚压入PCB金属化孔从而形成机械连接和电气互联的一种连接工艺。该技术已被广泛应用于各个领域的PCBA上，如通信、汽车、机车、军工等多个领域。

相比传统的焊接工艺，压接工艺优点主要体现在：

1、PCB上无热应力；

2、没有影响可靠连接的焊剂残渣、锡珠、锡丝；

3、没有焊接工艺中常见的虚焊、短路；

4、确定的接触阻抗，良好的高频性能；

5、整个连接器或单个针脚都很容易替换，方便各个针脚的合理使用，也具有良好的可维修性；

6、采用压接工艺的PCB不需要清洗，节约成本，环保安全。

用于压接工艺的插针主要有两种类型：

1、实心插针脚，保持插针和通孔之间良好接触的力是通孔的弹性变形力。

2、弹性变形（鱼眼针脚EoN）插针脚，保持插针和通孔之间良好接触的力是插针的弹性变形力。

弹性插针相对于实心插针来说，对PCB金属化通孔的尺寸精度要求降低；较小的插入力；允许在同一块PCBA的金属化通孔内多次插拔（可维修性好）。所以，目前PCBA加工的压接工艺中，主要采用可弹性变形的插针脚或称为鱼眼插针。

尽管鱼眼针脚压接工艺在通讯和工业等领域已应用近50年，但随着互联技术的发展，产品和PCBA元器件的设计已变得日益复杂，压接技术仍面临挑战，在机器性能、治具设计以及来料质量管控等方面都需要严格控制，以保证鱼眼针高精度的直接压入PCB孔，否则就会出现针脚折弯、镀层损坏等问题，这是在压接工艺中必须考虑和解决的。

二、案例原因

压接制程不良：某产品生产时，压接工位出现较高不良率，平均不良率为2%。

三、问题调查

1、目视检测

目视检查是一种简单而直接的不良确认方法，压接完成后，发现PCBA上的连接器抬高超出规定要求，拨出连接器发现针脚折弯。

2、AOI 检测

压接后，在引脚伸出面进行100%AOI在线检测，发现没有引脚伸出安装孔，拨出连接器发现针脚折弯。

3、5D 检测

用5D-Xray确认AOI报出的不良，检测孔内部特征，发现PCB孔内无针脚，经拆卸发现针脚折弯而没有进入安装孔。

4、功能检测

功能测试不良显示“Port 11 Time Out”并显示出不良代码，将不良品进行5D重新检测并拆卸连接器确认，发现不良原因也是由于针脚折弯而没有进入安装孔。

四、根本原因分析

针对前面发现的针脚折弯不能进入安装孔的问题，从下面两方面进行分析：

1、分析压接工艺流程，确认PCBA加工上可能发生该问题的工位。

2、进行头脑风暴，尽量找出问题发生的可能原因。

经过这两方面的分析，找出PCBA加工上引起针脚折弯问题的四个潜在关键因素：

1、连接器针脚位置尺寸与PCB安装孔不匹配

连接器针脚位置尺寸分析，设置基准点（0,0）然后利用VMM 设备进行检测其他84个主要针脚相对于原点的中心位置坐标（x，y）。

取5个连接器进行用VMM测量，得到84组数据然后与PCB Gerber测量数据做比对，计算出偏移量与TP值做对比，（TP=SQRT [(x1-x0) ²+(y1-y0) ²)]），如TP≤0.155mm，尺寸在要求范围内。经测试发现4个连接器的最大TP值超出要求范围，我们将这5个连接器进行压接组装，结果显示 这4个TP超出要求（>0.155mm）的连接器，针脚折弯，不能完全压入PCB安装孔。而TP值小于0.155mm的连接器则组装正常。

以上结果说明连接器TP是鉴定来料针脚偏位的主要标准，而TP值超出0.155mm是针脚折弯的问题主要根源之一。

2、压接机器与压接工具的性能不稳定，不能满足正常压接要求

1）机器压力稳定性评估，压接机的CPK是2.06，说明机械性能良好。

2）压接机器压接平台平整度分析，测试方法参考 JESD22-B108，取平面36个点，测量点到测量基准的高度差，测量出压接工作台面的平整度是0.01，而机器规格≤0.15mm，表明其平整度对于PCBA压接组装没有影响。

3）以同样的方式测试夹具的平整度，0.1mm高于规格0.15mm，符合生产条件。

4）基于IPC/JEDEC9704，对压接过程进行PCBA应力测试。共42个感应头布置在4个角落的关键元件（BGA, IC…）。测试应力低于500ue，且应力变化率低于919ue/s，所以，夹具在应力与应力变化率方面都具备良好的性能。

3、压接程序与曲线设计不满足生产要求

实际压接组装中，PCBA加工的产线程序以及曲线（PARS）符合机器设定规范。

1、设置压力过大或不足报警；

2、曲线PARS值设为 25% ，取值开始于0.01inch（英寸）， 距离 设为 0.005 inch ，压接程序和曲线（PARS ）设定符合压接规范。

4、参数设定不合理

通过对不同供应商PCB（两家）、压力和压接速度之间的关系设计DOE，分析认为压力和速度是压接工艺的关键因素：但低的速度，较低的压力为较优设置，不会导致脚弯问题，这与实际的PCBA生产参数一致。

五、针脚折弯问题的改善方案

针对前面的分析结果， 我们设计了如下的改善方案：

1、反馈供应商改善，将分析结果反馈供应商，要求连接器的TP值误差控制在0.15mm范围内。

2、加强PCBA来料检查，设计并制作筛选量具，量具每个孔的中心值与PCB Gerber相比，TP值为0.05mm，在供应商对物料进行彻底改善前，对所有的物料进行筛选使用。

针对PCBA安装工艺特性，优化产品设计，在连接器上增加导向柱并在相应的PCB上增加导向孔，用公差累计分析，对针脚、导向孔和导向柱尺寸要求如下：

1、导向脚高出针脚0.1-0.5mm；

2、导向柱直径：2.0mm；

3、总高控制：PCB厚度+2.0mm；

4、PCB上增加两个直径为2.1±0.1mm的定位孔。

六、改善结果

试产前用新的检测量具筛选PCBA来料，验证了机器与夹具性能、程序曲线（PARS）、参数设定及其它鱼骨图上分析的要素。由于试产数量较大（10000pcs）, 采用分组小批量方式进行试产，如果针脚折弯不良率超过改善前的0.95% ，则及时示警并停止生产。下表显示的是试产结果，与改善前相比，改善后的不良率大幅度减少到0.07%。基本达到了PCBA加工生产的品质要求。

转载自：http://www.eefocus.com/gzpeite/blog/17-05/419718_91b28.html