ما هو تجميع THT؟

1. نظرة عامة على تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأنواع المكونات

المكون الذي يتم تركيبه على لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هو جزء من تجميع اللوحة. ويطلق على اللوحة النهائية مع جميع الأجزاء تجميع لوحة الدوائر المطبوعة، أو ثنائي الفينيل متعدد الكلور. هناك نوعان رئيسيان من المكونات. أجزاء SMD هي الأكثر شيوعًا اليوم. قطع غيار THT من النوع التقليدي.

2. تعريف THT

يرمز THT إلى تقنية الثقب العابر. الاسم يقول ذلك: يتم تركيب هذه الأجزاء من خلال ثقوب في ثنائي الفينيل متعدد الكلور. تسمح الثقوب بمرور أسلاك الأجزاء من جانب واحد من اللوحة إلى الجانب الآخر. عادة ما تكون الثقوب موصلة عن طريق الطلاء. وغالباً ما يكون المعدن المطلي هو الزنك أو النحاس أو الفضة. يقوم هذا المعدن بإنشاء جسر كهربائي وميكانيكي بين جانبي اللوحة. يمكن لحام أسلاك الجزء بحيث تكون الوصلة قوية ولا تتآكل.

3. طرق تجميع THT

يمكن لحام بعض الأجزاء في الثقوب يدوياً. ومع ذلك، فإن الطريقة المعتادة هي استخدام ماكينة الإدخال الأوتوماتيكية. تقوم الماكينة بدفع خيوط الجزء عبر الفتحة وتثبت الخيوط مثل المسامير الصغيرة. تبدو النتيجة أنيقة ومتسقة.

4. الميزة الرئيسية لأجزاء THT

تتمثل إحدى سمات العديد من الأجزاء ذات الفتحات في أنها هشة. يمكن أن تكون حساسة للحرارة. إذا أصبح جزء THT ساخنًا جدًا أثناء اللحام، فقد تفشل الوصلة. قد يحدث عطل لأن الآثار القريبة أو وصلات اللحام تفقد الاتصال. إذا حدث ذلك، فقد تتوقف اللوحة عن العمل أو قد لا يتم تثبيت الجزء بإحكام بما يكفي لتتماسك.

5. مزايا أجزاء THT

على الرغم من أن الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم قد حلت محل THT في العديد من الاستخدامات، إلا أن الأجزاء عبر الفتحة لا تزال لها مزايا. وفيما يلي المزايا الرئيسية:

ثبات ميكانيكي قوي. عندما يجب أن يقاوم الجزء الكثير من القوة الميكانيكية، يكون التثبيت من خلال الفتحة أقوى. ومن الأمثلة على ذلك الكتل الطرفية والموصلات الثقيلة.
جيدة للتيار العالي. إذا كان يجب أن تحمل اللوحة تيارات كبيرة، فغالباً ما تتعامل الأجزاء عبر الفتحات مع الحرارة والتيار بشكل أفضل.
الاستخدام المختلط شائع. تستخدم معظم مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعقدة اليوم كلاً من الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم وأجزاء THT معاً.
أداء ميكانيكي قوي. توفر الأجزاء العابر للثقوب قبضة ممتازة للوحة.
يعمل بشكل جيد للطاقة العالية. بالنسبة للأجزاء عالية الطاقة، يمكن أن تكون THT أكثر موثوقية.
انخفاض تكلفة الأتمتة لأول مرة. بالنسبة لعمليات التشغيل الصغيرة، يمكن أن تكون التكلفة الأولية لإعداد التجميع من خلال الثقب أقل من خط SMD الكامل.
أفضل للأجزاء الكبيرة. إذا كان المكون كبيرًا، فغالبًا ما يكون التركيب من خلال الفتحة هو الخيار الأفضل.
أفضل عند الحاجة إلى قوة تركيب عالية. بالنسبة للأجزاء التي يجب أن تظل ثابتة بإحكام تحت الضغط، يفضل تركيبها من خلال الفتحة.

6. الفروق بين تقنية SMT وتقنية الفتحة العرضية

يمكن لمصطلحات مثل SMD وTHD وTHT وTHT وTHMT وTHM وSHM وSOIC وQFN أن تربك هواة الإلكترونيات الجدد. لكن الأفكار أبسط مما تبدو عليه.

6.1 التمييز بين المصطلحات الأساسية

س م تعني التركيب على السطح. TH يعني من خلال ثقب. يشير هذان المصطلحان إلى طريقتين لتركيب المكونات على ثنائي الفينيل متعدد الكلور.
يمكن أن يشير الحرف بعد SM أو TH إلى كلمات مختلفة. على سبيل المثال، يمكن أن تعني T أو D أو M أو C أو A التكنولوجيا أو الجهاز أو الحامل أو المكون أو التجميع. يستخدمها الناس بشكل فضفاض.
مثال: يتم تصنيع أجزاء SMD لعمليات SMT. يُطلق على اللوحة التي تستخدم كلاً من الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم والأجزاء من خلال الفتحة لوحة التكنولوجيا المختلطة.

6.2 الخلفية التاريخية والاختلافات الهيكلية

في البداية، كانت جميع الأجزاء في البداية من خلال ثقب. تحتوي الأجزاء عبر الفتحات على أسلاك معدنية. تمر الأسلاك عبر ثقوب مطلية في اللوحة. ثم يتم لحام الخيوط بالوسادات على الجانب الآخر. تشغل الثقوب المثقوبة والمطلية من خلال الثقوب مساحة قيمة على سطح ثنائي الفينيل متعدد الكلور. وهذا أكثر وضوحًا على الألواح متعددة الطبقات. يستهلك الحفر مساحة من خلال جميع الطبقات.
ومع زيادة محدودية المساحة، نمت تقنية التركيب السطحي. ساعدت أجزاء SMD في صنع أجهزة أصغر حجماً وأكثر قابلية للنقل. قد يحتوي الجزء المثبت على السطح أو لا يحتوي على أسلاك. والنقطة الرئيسية هي أن هذه الأجزاء ملحومة على نفس الجانب الذي يوجد فيه جسم الجزء. لذا يمكن استخدام كلا جانبي اللوحة للأجزاء. لا يلزم وجود ثقب عابر مطلي لكل مكون.

6.3 تصميم موفر للمساحة: فياس

لتوصيل الآثار في الطبقات الداخلية، يمكن للمصممين استخدام فياس. الوصلة تشبه ثقباً نافذاً مطلياً ولكن أصغر بكثير. يمكن تحجيمها لربط طبقات معينة فقط. وهي تأخذ مساحة أقل من مساحة الثقب الكامل المطلي. يوفر استخدام الممرات مساحة ثنائي الفينيل متعدد الكلور. وهذا يساعد على احتواء الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم في نفس البصمة بسهولة أكبر.

6.4 حجم المكونات ومتطلبات التجميع

يمكن أن تكون الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم أصغر بكثير من الأجزاء ذات الفتحات. يمكن إزالة الأسلاك ويمكن أن تكون منطقة التلامس هي نهاية جسم الجزء. يسمح ذلك بأجزاء صغيرة جداً. تأتي العديد من المكونات الآن في حزم SMD. فالمقاومات والمكثفات والمحاثات ومصابيح LED كلها تأتي في عبوات SMD. بعض أجزاء SMD صغيرة مثل حبة الرمل، مثل أحجام العبوات 0201 أو 0603.
الحزم الأصغر حجماً توفر المساحة. فهي تتيح للمصممين تجميع المزيد من الوظائف في لوحة صغيرة. لكن الحجم الصغير يمكن أن يضر بالموثوقية. يحتاج لحام الأجزاء الصغيرة إلى دقة عالية. تستخدم خطوط تجميع SMD آلات متطورة. تشمل هذه الماكينات روبوتات الالتقاط والتركيب، وأفران إعادة التدفق، والاستنسل المخصص. هذه الماكينات تكلف الكثير. يحتاج تجميع الأجزاء الصغيرة والمتوسطة الحجم أيضًا إلى تحكم دقيق في العملية.

6.5 مخاطر العيوب والمتانة

بسبب هذه الاحتياجات، يمكن أن تظهر خطوط تجميع SMD العديد من العيوب إذا لم يتم تشغيلها بشكل جيد. قد يكون من الصعب إصلاح العيوب يدويًا. يمكن أن تكون اللوحة النهائية حساسة. يجب على الصانعين التعامل معها بعناية.
وعلى النقيض من ذلك، غالبًا ما تحتوي الألواح المزودة بأجزاء من خلال ثقب على وصلات لحام أكبر تغطي مساحة أوسع. هذه الوصلات الكبيرة تجعل اللوحة أكثر صلابة. هذه الصلابة مفيدة للاستخدامات العسكرية والصناعية. فهي تساعد اللوحة على تحمل الصدمات والاهتزازات القوية.

6.6 مقارنة التكلفة

التكلفة عامل مهم آخر. فغالباً ما تكون تكلفة مكونات SMT أقل من تكلفة الأجزاء ذات الفتحات المنفصلة. لكن تجميع SMT يمكن أن يكون تجميع SMT أكثر تكلفة في الإعداد. فهي تحتاج إلى ماكينات كبيرة ودقيقة.
يمكن إجراء التجميع عبر الفتحات باستخدام مكواة لحام وبعض الأدوات اليدوية للمهام الصغيرة. ومع ذلك، فإن اللحام اليدوي للعديد من أجزاء SMD الصغيرة يمكن أن يكون مزعجًا وبطيئًا.
بالنسبة للإنتاج بكميات كبيرة، فإن SMT أسرع وأرخص لكل وحدة. بالنسبة لعمليات التشغيل الصغيرة أو النماذج الأولية، قد يكون الاحتفاظ ببعض تجميع THT للعمل اليدوي منطقيًا.

6.7 حالة التطبيق الحديث

تتمثل الفائدة الرئيسية ل SMT في كثافة المكونات العالية وحجم المنتج الأصغر. وقد أدى التوجه نحو أجهزة أصغر وأضيق إلى دفع أحجام العبوات إلى أقصى حد. في هذا العصر الحديث، قد تبدو تقنية THT قديمة. ومع ذلك، كانت التنبؤات بموتها سابقة لأوانها. لا تزال التكنولوجيا والمكونات عبر الفتحات لها قيمة. بالنسبة للعديد من الاستخدامات، تتوفر خدمات التجميع من خلال الفتحات وخدمات التجميع من خلال الفتحات السطحية وبأسعار معقولة.

7. كيفية اختيار عملية تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المناسبة

من المهم اختيار عملية تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور المناسبة. يؤثر الاختيار على كفاءة التصنيع والتكلفة وأداء المنتج النهائي.

تُستخدم طريقتان رئيسيتان لتجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور: تقنية التركيب السطحي والتجميع من خلال الفتحة. التركيب السطحي هو الطريقة الأكثر استخداماً. أما التجميع من خلال الثقب فهو أقل شيوعاً الآن. ومع ذلك، لا يزال التجميع من خلال الثقب شائعًا في بعض الصناعات.

يعتمد اختيارك على العديد من العوامل. فيما يلي دليل موجز لمساعدتك في الاختيار.

7.1 تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور: تكنولوجيا التركيب السطحي (SMT)

تقنية التركيب السطحي هي أكثر طرق تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور شيوعاً. وتستخدم في العديد من الإلكترونيات. ومن الأمثلة على ذلك محركات أقراص USB المحمولة والهواتف الذكية والأجهزة الطبية وأنظمة الملاحة المحمولة.

مزايا SMT للاختيار:

يتيح لك SMT تصغير المنتجات. إذا كانت مساحة اللوحة ضيقة، فإن SMT هو الخيار الأفضل. وينطبق هذا على التصميمات التي تحتوي على العديد من المقاومات والثنائيات والأجزاء السلبية الصغيرة.
يسمح SMT بأتمتة عالية. وهذا يؤدي إلى تجميع أسرع للوحة. الأتمتة العالية تجعل الإنتاج بكميات كبيرة فعالاً من حيث التكلفة.
SMT مرنة وقابلة للتخصيص. إذا كانت لديك احتياجات خاصة، يمكن لـ SMT مطابقتها بشكل جيد. ويمكنه دعم تصميمات ثنائي الفينيل متعدد الكلور المخصصة.
يسمح SMT بوضع الأجزاء على جانبي ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتيح لك التجميع على الوجهين صنع دوائر أكثر تعقيدًا دون زيادة مساحة اللوحة.

7.2 تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور: التصنيع عبر الفتحات (THT)

على الرغم من انخفاض استخدام الفتحات العابرة، إلا أنها لا تزال شائعة.

مزايا THT للاختيار:

أجزاء عبر الفتحات تناسب المكونات الكبيرة. ومن الأمثلة على ذلك المحولات وأشباه موصلات الطاقة والمكثفات الإلكتروليتية. تعطي الثقب العابر رابطة ميكانيكية أقوى بين الجزء واللوحة.
ولهذا السبب، يوفر التجميع عبر الفتحات متانة وموثوقية أعلى. هذه القوة الإضافية تجعل هذه الطريقة خيارًا جيدًا للقطاعات الفضائية والعسكرية.
إذا كان منتجك يجب أن يقاوم الإجهاد الميكانيكي أو البيئي العالي أثناء الاستخدام، فغالبًا ما يكون الخيار الأفضل هو الخيار الأفضل.
إذا كان المنتج يجب أن يعمل بسرعة عالية وموثوقية عالية تحت الضغط، فقد يكون المنتج من خلال الفتحة مناسبًا.
إذا كان المنتج يجب أن يعمل في درجات حرارة عالية جدًا أو منخفضة جدًا، فقد تكون قوة ومتانة الثقب العابر أفضل.
إذا كان المنتج يجب أن يعمل تحت ضغط عالٍ ويحافظ على الأداء، فقد يكون الثقب العابر مناسبًا.

7.3 الألواح الهجينة والتكنولوجيا المختلطة

نظرًا لأن الأجهزة تصبح أصغر حجمًا وأكثر تعقيدًا، تحتاج العديد من التطبيقات إلى كلا النوعين من التجميع. يُطلق على هذا المزيج اسم التكنولوجيا المختلطة.

تستخدم اللوحة المختلطة أجزاء SMD حيث يكون التصغير والكثافة مهمين. وتستخدم THT للأجزاء التي تحتاج إلى دعم ميكانيكي أقوى أو معالجة أقوى للتيار. تستخدم العديد من المنتجات الحديثة كلاهما على نفس اللوحة.

7.4 العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اتخاذ القرار

يقدم هذا الدليل نظرة سريعة لمساعدتك في اختيار طريقة التجميع الصحيحة. ومع ذلك، هناك عوامل أخرى يمكن أن تجعل القرار أكثر تعقيداً.

يجب أن تأخذ بعين الاعتبار:

حجم الأجزاء وشكلها.
التيار الذي يجب أن يحملوه.
الضغط الميكانيكي الذي سيواجهه المنتج.
درجة الحرارة والحدود البيئية.
حجم الإنتاج وأهداف التكلفة.
احتياجات الإصلاح وإعادة العمل.
وقت الوصول إلى السوق واحتياجات النماذج الأولية.

بالنسبة للنماذج الأولية الصغيرة أو الإصلاحات، قد يكون اللحام اليدوي من خلال الفتحات مناسبًا. وبالنسبة للإنتاج بكميات كبيرة، عادةً ما يوفر SMT أفضل تكلفة لكل وحدة وأصغر عامل شكل.

8. نصائح عملية مشتركة

استخدم THT للموصلات الثقيلة وقطع الطاقة الكبيرة.
استخدم SMT للدارات الكثيفة وأجزاء التردد اللاسلكي والسلبيات الصغيرة.
استخدم الفتحات لتوصيل الطبقات وتوفير مساحة اللوحة.
إذا كانت القطعة متوفرة فقط في ثقب من خلال ثقب، فقم بتخطيط لوحة مختلطة أو استخدم محول.
بالنسبة للنماذج الأولية، اختر الطريقة التي تتيح لك الاختبار بسرعة. بالنسبة لعمليات التشغيل الكبيرة، ركز على تكلفة التجميع والعائد.
عندما تكون الموثوقية أمرًا بالغ الأهمية، اعتمد على الأجزاء ذات الفتحات العابرة، وذلك للحصول على القوة الميكانيكية. ولتحديد الحجم والوزن، استخدم SMT.

الملخص

تتسم كل من تقنيات التركيب من خلال الفتحة والتركيب السطحي بنقاط قوة. اختر ما يتوافق مع أهداف التصميم واحتياجات الإنتاج الخاصة بك. إذا كان منتجك يحتاج إلى كل من القوة والاكتناز، فخطط للوحة ذات تقنية مختلطة.

وتتوفر خدمات تجميع ثنائي الفينيل متعدد الكلور من خلال الفتحات وخدمات تجميع SMT على نطاق واسع. الأسعار معقولة. إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في اختيار العملية الصحيحة، اذكر احتياجات المنتج وحدوده. ثم قارن الخيارات حسب التكلفة والموثوقية وقابلية التصنيع.