商用空調顯示板貼片針座抗推力失效分析與研究

陳明軒 楊守武 陳秀秀 趙宇翔

摘 要：本文主要對商用空調顯示板上的貼片針座售后脫焊失效原因及防治手段進行分析和探討。顯示板對接的按鍵的針座目前多為貼片針座，相對于傳統的手插針座，存在面積小、引腳多、空間利用率高等優點，使之應用廣泛。在家電行業內電路的連接中起到非常重要的作用，不可缺少。

關鍵詞：針座；脫焊；引腳

0 引言

針座在生產過程中起到的是連接作用，通常可統一稱之為連接器，一般的針座分為排針、手插針座、貼片針座，貼片針座相對于前兩者具有體積小、可以通過設備貼裝減少人力等相關優點，成為行業的趨勢，本文主要講述貼片針座在使用過程中的失效分析與整改。

1 研究背景

在復核售后商用機顯示板過程中，發現多單顯示板上電顯示DH故障，按鍵無反應。排查均為按鍵板CN101位置針座部分引腳已脫焊導致。取下針座注塑部分，查看底部針座焊接位置，部分針座已脫焊，輕微撥動單個針座，針座就已脫離。CN101針座有碰動脫焊的隱患。故障圖片如圖1。

2 貼片針座受力脫焊失效原因及失效機理分析

1）針座塑料件受力歪斜、脫焊失效，對應插接頭針座針芯不同程度彎曲、歪斜：售后在誤拆卸手操器PCB板時，主板未拆除前出現如圖2所示針座旋轉受力拔出狀態，CN101針座即出現不同程度傾斜、脫焊故障。

2）CN101針座未出現傾斜，多數針芯殘留焊接在PCB上，部分針芯隨黑色塑料針座脫焊殘留在針座內。抽取部分廠內成品，存在成品針座焊接附著力不足的情況。取合格品做針座的拉力實驗，拉力在50～70 N，測試數據合格，滿足生產和使用要求（如圖3）。

①整個焊盤的拉力均在50～70 N。

②從生產線取貼片針座焊接后的推力在30 N以上。

③排針跟這個針座的咬合力要小于實驗的拉力，從而可以判斷針座焊盤受力脫焊不會是物料問題，排除物料來料制造缺陷導致。

④根據圖紙要求尺寸，對針座進行全尺寸檢驗，均符合圖紙要求。但售后仍有故障返回。

因此，分析為物料設計抗推力不足。

分析結論：根據以上實驗情況以及對物料的全尺寸檢驗，說明物料設計存在缺陷，是抗受力能力較差導致。

3 貼片針座受力脫焊解決方案

方案一：加長引腳的長度，根據PCB板上針座焊盤的長度來改善針座引腳長度，由4.3 mm改到4.5 mm，增加上錫面積（如圖4）。

效果驗證如下。

測試推力照片如圖5。

測試推力數據：在26～63 N之間（如表1）。

焊盤脫落照片如圖6。

綜上：引腳加長制品整改對針對整個針座抗推力無明顯改善。

方案二：在整體大小不變的情況下增加引腳數量，由4排引腳增加到7排引腳（如圖7）。

效果驗證：

測試推力。

1）7排引腳樣品照片，焊接后未發現相鄰引腳間有短路問題（如圖8）。

2）測試推力數據：85～138 N之間，效果如表2。

焊盤脫落照片如圖9。

綜上：新制品（7排引腳）針座推力明顯遠大于舊制品（4排引腳）抗推力，此方案整改從實驗數據上看是有效的，且焊接后未發現相鄰引腳間存在短路問題，同時此整改已經完成并使用，售后未在反饋此類問題，徹底解決受力脫焊問題。

4 結論

貼片針座小型化，對設計的要求相對較高，失效分析不能僅限于對現有結構進行分析，還要擴展思維，根據失效模式研究改善，通過引腳數量的增加，完全可以解決受力脫焊問題。

一般針座在日常的使用中，并不能像其它電子元器件一樣得到很高的重視，但往往異常的出現都是隱秘性的、長期性的和關鍵性的。特別是目前的針座趨于小型化、多作用化，因此對可靠性的依靠就越來越高。另外，不僅要考慮針座的使用，也要考慮實際生產、安裝、維修等受力情況，有針對性地進行實驗驗證，提高物料的可靠性很有必要。物料的可靠性不僅要求對引腳長短等結構進行研究分析，更要擴散思維，對針座的引腳排布、數量等研究，多方面入手就能找到突破點，提高針座的可靠性。故對于小型的針座可靠性進行失效分析很有必要。此次的分析研究也給類似故障提供參考經驗。

參考文獻：

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