Šta je THT Assembly?

1. Pregled montaže štampanih pločica i tipova komponenti

Komponenta koja je montirana na štampanoj pločici (PCB) dio je sklopljenja ploče. Gotova ploča sa svim dijelovima naziva se sklop štampane pločice, ili PCBA. Postoje dvije glavne vrste komponenti. SMD dijelovi su danas najčešći. THT dijelovi su tradicionalne vrste.

2. Definicija THT-a

THT znači Tehnologija kroz rupu. Ime govori samo za sebe: ovi dijelovi se montiraju kroz otvore na tiskanoj pločici. Otvori omogućavaju prolazak izvođača dijela s jedne strane ploče na drugu. Otvori se obično provode u provodnost galvanizacijom. Galvanizirani metal je često cink, bakar ili srebro. Ovaj metal stvara električni i mehanički most između dviju strana ploče. Izvođači dijela se mogu lemiti tako da je spoj čvrst i ne korozira.

3. Metode sklapanja THT-a

Neki dijelovi se mogu lemiti u rupe ručno. Ipak, uobičajeni način je koristiti automatski stroj za umetanje. Mašina gura vodove dijela kroz rupu i zakiva ih poput malih zakiva. Rezultat izgleda uredno i dosljedno.

4. Ključna karakteristika THT dijelova

Jedna od karakteristika mnogih THT komponenti je da su krhke. Mogu biti osjetljive na toplotu. Ako se THT komponenta pregrije tokom lemljenja, veza može otkazati. Do otkaza može doći jer obližnji vodovi ili lemni spojevi izgube kontakt. Ako se to dogodi, ploča može prestati raditi ili komponenta možda neće biti dovoljno čvrsto pričvršćena da izdrži.

5. Prednosti THT dijelova

Iako su SMD komponente u mnogim primjenama zamijenile THT, komponente s provrtaima i dalje imaju prednosti. Ovdje su glavne prednosti:

 

  • Snažno mehaničko držanje. Kada dio mora izdržati veliku mehaničku silu, montaža kroz prolaznu rupu je jača. Primjeri uključuju terminalne blokove i teške konektore.
  • Dobro za velike struje. Ako ploča mora provoditi velike struje, prolazni komponente često bolje podnose toplinu i struju.
  • Mješovita upotreba je uobičajena. Većina današnjih složenih tiskanih pločica koristi zajedno SMD i THT komponente.
  • Robusne mehaničke performanse. Probusne komponente pružaju izvrstan oprijem na ploču.
  • Dobro radi za visoku snagu. Za dijelove velike snage, THT može biti pouzdaniji.
  • Niži početni trošak automatizacije. Za male serije, početni trošak postavljanja kroz-rupe montaže može biti niži nego kod potpune SMD linije.
  • Bolje za velike dijelove. Ako je komponenta velika, montaža kroz provrte je često bolji izbor.
  • Bolje kada je potrebna velika čvrstoća montaže. Za dijelove koji moraju ostati čvrsto pričvršćeni pod opterećenjem, preporučuje se provrta.

6. Razlike između SMT i tehnologije kroz rupu

Termini poput SMD, THD, THT, SMT, THM, SOIC, QFN mogu zbuniti nove elektroničke hobiste. Ali ideje su jednostavnije nego što izgledaju.

6.1 Osnovna distinkcija termina

  • SM znači površinsku montažu. TH znači kroz-rupu. Ova dva pojma ukazuju na dva načina montaže komponenti na štampanoj pločici.
  • Slovo nakon SM ili TH može označavati različite riječi. Na primjer, T, D, M, C ili A mogu značiti tehnologija, uređaj, nosač, komponenta ili sklop. Ljudi ih koriste neprecizno.
  • Primjer: SMD dijelovi su napravljeni za SMT procese. Ploca koja koristi i SMD i prolazne dijelove naziva se mješovita tehnologija.

6.2 Historijski osvrt i strukturne razlike

  • U početku su svi dijelovi bili za provučene otvore. Dijelovi za provučene otvore imaju metalne nogice. Nogice prolaze kroz pozlaćene otvore na ploči. Zatim se nogice lemom pričvršćuju na kontakte na suprotnoj strani. Bušenje i pozlaćeni provučeni otvori zauzimaju dragocjen prostor na površini PCB-a. To je vidljivije na višeslojnim pločama. Bušenje zauzima prostor kroz sve slojeve.
  • Kako je prostor postajao sve ograničeniji, tehnologija površinskog montažiranja se razvijala. SMD dijelovi su pomogli u izradi manjih i prenosivijih uređaja. Površinski montirani dio može, ali i ne mora imati izvođe. Glavna poenta je da se ovi dijelovi lemaju na istoj strani na kojoj se nalazi tijelo dijela. Tako se obje strane ploče mogu koristiti za dijelove. Za svaku komponentu nije potreban nikakav prevučeni prolazni otvor.

6.3 Dizajn koji štedi prostor: Vias

Za povezivanje tragova u unutrašnjim slojevima, dizajneri mogu koristiti putevi. Via je poput prevučene provodnice, ali mnogo manja. Vije mogu biti dimenzionirane tako da povezuju samo određene slojeve. Zauzimaju manje prostora nego potpuno prevučena provodnica. Korištenje vija štedi prostor na tiskanoj pločici. To pomaže da SMD komponente lakše stanu u isti otisak.

6.4 Veličina komponente i zahtjevi za montažu

  • SMD dijelovi mogu biti mnogo manji od komponenti sa provrtaima. Kontakti se mogu ukloniti, a kontaktna površina može biti kraj tijela dijela. To omogućava izuzetno male dijelove. Mnoge komponente sada dolaze u SMD paketima. Otpornici, kondenzatori, induktori i LED diode svi dolaze u SMD izvedbi. Neki SMD dijelovi su veličine zrna pijeska, poput paketa veličine 0201 ili 0603.
  • Manji paketi štede prostor. Oni omogućavaju dizajnerima da uguraju više funkcija u malu ploču. Ali mala veličina može naštetiti pouzdanosti. Lemeći sitne dijelove potrebna je visoka preciznost. SMD proizvodne linije koriste napredne mašine. Te mašine uključuju robote za pick-and-place, pećnice za reflow i prilagođene šablone. Mašine su skupe. SMD montaža također zahtijeva pažljivu kontrolu procesa.

6.5 Rizik od nedostataka i trajnost

  • Zbog tih potreba, proizvodne linije za SMD montažu mogu pokazati mnoge nedostatke ako se ne rade ispravno. Nedostaci mogu biti teško popraviti ručno. Gotova ploča može biti osjetljiva. Proizvođači je moraju rukovati pažljivo.
  • Nasuprot tome, ploče s kroz-rupačkim komponentama često imaju veće lemne spojeve koji pokrivaju veći dio površine. Ti veliki spojevi čine ploču čvršćom. Ta čvrstoća je korisna za vojnu i industrijsku upotrebu. Pomaže ploči da izdrži snažne udarce i vibracije.

6.6 Usporedba troškova

  • Trošak je još jedan važan faktor. SMD komponente često koštaju manje od komponenti s provrtaima. Ali postavljanje SMT komponenti može biti skuplje za postavljanje. Potrebne su velike, precizne mašine.
  • Montaža kroz-rupe može se obaviti pomoću lemilice i nekih ručnih alata za male poslove. Ipak, ručno lemljenje mnogih malih SMD dijelova može biti naporno i sporo.
  • Za masovnu proizvodnju SMT je brži i jeftiniji po jedinici. Za male serije ili prototipove može imati smisla zadržati dio THT montaže za ručni rad.

6.7 Status moderne aplikacije

Glavna prednost SMT-a je visoka gustoća komponenti i manji volumen proizvoda. Potraga za manjim i kompaktnijim uređajima dovela je veličine paketa do krajnjih granica. U ovom modernom dobu THT može izgledati zastarjelo. Ipak, predviđanja o njegovoj smrti bila su prerana. Prohodna tehnologija i komponente i dalje imaju vrijednost. Za mnoge primjene dostupne su i pristupačne usluge montaže kroz rupu i površinske montaže.

7. Kako odabrati pravi proces sklapanja štampanih pločica

Odabir pravog procesa sklapanja tiskanih pločica je važan. Izbor utječe na efikasnost proizvodnje, troškove i performanse konačnog proizvoda.

 

Za montažu tiskanih pločica koriste se dvije glavne metode: površinska montaža i montaža kroz rupice. Površinska montaža je najčešće korištena metoda. Montaža kroz rupice je sada rjeđa. Ipak, montaža kroz rupice i dalje je popularna u nekim industrijama.

 

Vaš izbor ovisi o mnogim faktorima. Ispod je kratak vodič koji će vam pomoći pri odabiru.

7.1 Sklapanje štampanih pločica: Tehnologija površinskog montažiranja (SMT)

Tehnologija površinskog montažiranja je najčešća metoda sklapanja tiskanih pločica. Koristi se u mnogim elektroničkim uređajima. Primjeri uključuju USB flash pogone, pametne telefone, medicinske uređaje i prijenosne navigacijske sustave.

 

Prednosti SMT-a za odabir:

 

  • SMT vam omogućava da proizvode učinite manjim. Ako je prostor na ploči ograničen, SMT je najbolji izbor. Ovo vrijedi za dizajne s mnogo otpornika, dioda i malih pasivnih komponenti.
  • SMT omogućava visoku automatizaciju. To dovodi do bržeg sklapanja ploča. Visoka automatizacija čini proizvodnju velikih količina isplativom.
  • SMT je fleksibilan i prilagodljiv. Ako imate posebne potrebe, SMT ih može dobro zadovoljiti. Može podržati prilagođene dizajne PCB-a.
  • SMT omogućava postavljanje komponenti na obje strane štampane pločice. Dvostrana montaža vam omogućava izradu složenijih kola bez povećanja površine pločice.

7.2 Sklapanje štampanih pločica: Proizvodnja kroz rupe (THT)

Iako upotreba kroznih rupa opada, ona je i dalje česta.

 

THT prednosti za selekciju:

 

  • Komponente s provrtom odgovaraju velikim dijelovima. Primjeri uključuju transformatore, snžne poluvodiče i elektrolitske kondenzatore. Provrt omogućava jaču mehaničku vezu između dijela i ploče.
  • Zbog toga prolazna montaža nudi veću izdržljivost i pouzdanost. Ova dodatna čvrstoća čini metodu dobrim izborom za zrakoplovni i vojni sektor.
  • Ako vaš proizvod mora izdržati visoke mehaničke ili okolišne napore pri upotrebi, krozna rupa je često bolji izbor.
  • Ako proizvod mora raditi na velikoj brzini i s visokom pouzdanošću pod opterećenjem, krozna rupa može biti prikladna.
  • Ako proizvod mora raditi na vrlo visokim ili vrlo niskim temperaturama, čvrstoća i izdržljivost kroznih rupa mogu biti bolje.
  • Ako proizvod mora raditi pod visokim pritiskom i održavati performanse, prolazna rupa bi mogla biti prava.

7.3 Hibridni odbori i mješovita tehnologija

Budući da uređaji postaju sve manji i složeniji, mnoge aplikacije trebaju oba tipa sklapanja. Ova kombinacija se naziva mješovita tehnologija.

 

Mješovita ploča koristi SMD komponente tamo gdje su miniaturizacija i gustoća važni. Koristi THT za komponente kojima je potrebna jača mehanička potpora ili veći protok struje. Mnogi moderni proizvodi koriste obje vrste na istoj ploči.

7.4 Ključni faktori koje treba uzeti u obzir pri donošenju odluke

Ovaj vodič pruža brz pregled koji će vam pomoći da odaberete pravu metodu sklapanja. Ipak, drugi faktori mogu učiniti odluku složenijom.

 

Trebali biste razmotriti:

 

  • Veličina i oblik vaših dijelova.
  • Struja koju moraju nositi.
  • Mehanički stres kojem će proizvod biti izložen.
  • Temperature i ograničenja okoline.
  • Ciljevi proizvodnog obima i troškova.
  • Potrebe za popravkom i preradom.
  • Potrebe za vremenom izlaska na tržište i prototipiranjem.

 

Za male prototipe ili popravke ručno lemljenje kroz rupe može biti sasvim zadovoljavajuće. Za masovnu proizvodnju SMT obično pruža najbolji trošak po jedinici i najmanji form faktor.

8. Uobičajeni praktični savjeti

  • Koristite THT za teške konektore i velike komponente za snagu.
  • Koristite SMT za guste sklopove, RF komponente i sitne pasivne komponente.
  • Koristite vias za povezivanje slojeva i štednju prostora na ploči.
  • Ako je komponenta dostupna samo s provrtime rupama, isplanirajte mješovitu ploču ili upotrijebite adapter.
  • Za prototipove odaberite metodu koja vam omogućava brzo testiranje. Za velike serije fokusirajte se na troškove sklapanja i iskoristivost.
  • Kada je pouzdanost ključna, koristite komponente s provrta za mehaničku čvrstoću. Za ograničenja veličine i težine koristite SMT.

Sažetak

I kroz-rupe i površinsko-montažne tehnologije imaju prednosti. Odaberite onu koja odgovara vašim ciljevima dizajna i proizvodnim potrebama. Ako vaš proizvod treba i čvrstoću i kompaktnost, planirajte ploču mješovite tehnologije.

 

Usluge montaže PCB-a s provrznim rupama i SMT montaže su široko dostupne. Cijene su razumne. Ako vam je potrebna pomoć pri odabiru pravog procesa, navedite potrebe i ograničenja vašeg proizvoda. Zatim uporedite opcije prema trošku, pouzdanosti i proizvodljivosti.
 
 
Pomaknite se na vrh