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Oct 21, 2023

A Würth Elektronik ICS Inc. conta com várias prensas pneumáticas e de alternância para encaixar pinos e conectores em PCBs de todos os tamanhos e formatos. Foto cedida por Würth Elektronik ICS Inc.

Um Tier 1 automotivo usa tecnologia de encaixe por pressão para montar e testar dois tipos de carcaças de PCB. Um apresenta um conector de 16 pinos moldado; o outro tem dois conectores de 16 pinos. Foto cedida pela Schmidt Technology Corp.

Feitos de liga de cobre, os pinos press-fit vêm em diferentes espessuras e larguras. Foto cedida pela Autosplice Inc.

Um equívoco comum sobre a fabricação (especialmente entre o público em geral) é que ela é desprovida de inovação. O fato é que novas tecnologias de montagem estão constantemente sendo desenvolvidas e introduzidas no mercado. Às vezes, no entanto, uma inovação deve ser modificada para se tornar popular.

É o caso da montagem da placa de circuito impresso (PCB). Desde o início dos anos 1940 até o início dos anos 1990, quase todos os componentes do PCB foram conectados com um dos três métodos: solda ponto a ponto, solda por onda ou solda por refluxo.

Poucos componentes foram montados usando a tecnologia press-fit. Desenvolvido pela indústria de telecomunicações no final da década de 1970, esse método sem solda envolve a pressão de pinos de liga de cobre (separadamente ou pré-moldados em conectores de plástico) em orifícios passantes para formar uma conexão eletromecânica à prova de gás.

O método atraiu pouco interesse de outras indústrias porque os pinos sólidos de pressão inicialmente usados ​​deformavam os orifícios e causavam microfissuras nas placas. Isso mudou no final da década de 1990 com o desenvolvimento de pinos de encaixe por pressão compatíveis, chapeamento de orifícios passantes e a introdução de prensas servoelétricas que oferecem controle preciso sobre o processo de inserção.

"Fornecedores automotivos de conjuntos de instrumentos e conjuntos de interruptores não críticos começaram a usar a tecnologia press-fit há mais de 10 anos", observa Joe Lynch, diretor da Interplex Industries Inc. para funções mais críticas, como sensores de airbag e sistemas de controle de detecção de colisão. Agora, o método é popular porque também oferece repetibilidade e fácil montagem."

Nos últimos anos, um Tier 1 automotivo usou a tecnologia de encaixe por pressão para montar e testar dois tipos de caixas de PCB. Um invólucro possui um conector de 16 pinos moldado com quatro pinos de alimentação. A outra caixa tem dois conectores de 16 pinos e quatro pinos de alimentação.

A montagem e o teste são feitos em uma estação de trabalho semiautomática feita pela Schmidt Technology Corp. Um trabalhador coloca o invólucro (com PCB no topo) em uma mesa deslizante, que transfere o invólucro para um dispositivo de encaixe. A PCB está posicionada de forma que os pinos do conector estejam alinhados corretamente com os orifícios passantes.

No início do ciclo, uma câmera tira uma foto do invólucro e do PCB, e um leitor lê o código de barras do PCB. Se os componentes não forem compatíveis, uma mensagem "não está OK" aparece em uma HMI e o dispositivo retorna o invólucro para a mesa deslizante. Se os componentes forem compatíveis, o invólucro é carregado para um 420 ServoPress e seu ram pressiona o PCB nos pinos em 1,5 segundos.

Após a montagem, a câmera executa a inspeção da altura do pino para verificar a precisão dentro de 0,003 polegada. O invólucro concluído é então transferido para um local de descarregamento. O tempo total do ciclo é de 12 segundos. A leitura do código de barras permite a rastreabilidade completa do produto.

"De acordo com a norma IEC1709, as conexões press-fit são pelo menos 10 vezes mais confiáveis ​​do que as conexões soldadas", afirma Glenn Nausley, presidente da Promess Inc. "Ao usar press-fit em vez de solda, os fabricantes eliminam o estresse térmico na placa, desenvolvimento de calor em componentes sensíveis, juntas de solda fria e curtos causados ​​por pontes de solda."

A tecnologia de encaixe por pressão oferece muitas outras vantagens em relação à solda seletiva e pin-through-paste. Para começar, a solda agora não contém chumbo e deve ser refluída em altas temperaturas, o que pode danificar os conectores e a placa.