Bei der Montage von Leiterplatten haben Ingenieure zwei Haupttechniken zur Auswahl: Durchsteckmontage und Oberflächenmontagetechnologie (SMT). Früher haben wir Bauteile mit langen Anschlüssen manuell in die durchkontaktierten Löcher der Leiterplatte eingesetzt. Anschließend haben wir die Anschlüsse verlötet, um eine stabile Verbindung mit den Löchern zu schaffen. Das ist das, was wir als Durchgangsloch-PCB-MontageMit der Zeit bevorzugen Hersteller eine moderne Montagemethode, bei der die Anschlüsse der Komponenten nur auf der Leiterplattenoberfläche befestigt werden. Diese Methode benötigt kein Anschlussloch. Wir kennen sie als Oberflächenmontagetechnik. Wir stellen uns heute beide Techniken vor und helfen Ihnen bei der Auswahl der richtigen für Ihre Anforderungen.
Durch Lochmontage
Bei der Durchsteckmontage werden die Anschlussdrähte der Komponenten in die Löcher der Leiterplatte eingeführt und verlötet, um sowohl die physische Befestigung als auch die elektrische Verbindung zu gewährleisten. Durchgangslochkomponenten Dazu gehören integrierte Schaltkreise (ICs), Kondensatoren, Widerstände, Induktoren, Transformatoren, Sicherungen und mehr.
Vorteile:
Die Komponenten sind langlebiger und die Leitungen halten wiederholtem Löten stand
Für Techniker leicht zu handhaben und manuell auszutauschen
Benötigt keine teure SMT-Produktionsausrüstung
Ermöglicht eine einfache visuelle Überprüfung der Qualität der Lötverbindungen
Nachteile:
Größere Komponenten nehmen mehr Platz auf der Leiterplatte ein
Beim Bohren von Löchern werden zusätzliche Schritte ausgeführt
Insgesamt langsamerer manueller Montageprozess
Nicht praktikabel für extrem dichte PCB-Designs
Aufbau zur Oberflächenmontage
SMT wurde entwickelt, um die automatisierte Montage immer kleinerer und leichterer Elektronik mit höherer Bauteildichte zu ermöglichen. Anstelle von in Löcher gesteckten Kabeln verfügen Surface Mount Devices (SMDs) über leitfähige Pads, die direkt auf den Kupferleiterbahnen der Leiterplattenoberfläche montiert werden.
Vorteile:
Deutlich kleinere Bauteile ermöglichen Miniaturisierung
Deutlich höhere Komponentendichte pro Quadratzoll
Automated SMT-Bestückungsautomaten Geschwindigkeit aktivieren
Kein Bohren erforderlich – einfachere Leiterplattenherstellung
Lötpasten- und Reflow-Verfahren sichern kleine Bauteile effizient
Nachteile:
Extrem schwierig für manuelle Nacharbeit/Austausch
Erfordert Investitionen in SMT-Produktionsausrüstung
Visuelle Inspektion winziger Lötstellen ist eine Herausforderung
Vergleich von oberflächenmontierten und durchkontaktierten Leiterplatten
- Der Montageprozess
SMT nutzt automatisierte Bestückungsautomaten zur schnellen Montage winziger Bauteile direkt auf Oberflächenpads. Dies ermöglicht Effizienz und Konsistenz bei der Produktion großer Stückzahlen. THT hingegen beinhaltet das manuelle Einsetzen bedrahteter Bauteile in Bohrlöcher und die Befestigung mit Lötzinn. Dies ist zwar langsamer, ermöglicht aber Flexibilität bei kleinen bis mittleren Stückzahlen.
- Brettgröße
Durch die Miniaturisierung der Komponenten maximiert SMT den verfügbaren Platz und ermöglicht komplexe, dichte Designs. Die größeren bedrahteten Bauteile benötigen selbst mehr Fläche. Dies kann die Gesamtkomponentendichte einschränken, sofern keine größere Platine verwendet wird.
- Temperaturfaktoren
SMT verwendet typischerweise fortschrittliche Polymere und Leiterplattenmaterialien mit einer höheren Hitzebeständigkeit von über 170 °C. Für Durchgangsbohrungen kann herkömmliches FR-4 mit einer Temperaturbeständigkeit von ca. 130 °C verwendet werden. Dadurch eignet sich SMT gut für Hochtemperaturanwendungen.
- Unterstützte Komponenten
Die Wahl beeinflusst Ihre gesamte Stückliste. SMT nutzt Fine-Pitch-ICs, BGAs, Kondensatoren und andere oberflächenmontierte Geräte. Die THT-Auswahl umfasst bedrahtete Widerstände, Kondensatoren, Transformatoren und Sockel.
- Kostenüberlegungen
Bei der Produktion sehr großer Stückzahlen ermöglichen die automatisierten Effizienzen von SMT trotz anfänglicher Anlageninvestitionen Kosteneinsparungen. THT hingegen vermeidet einige Kosten, wie z. B. Lötschablonen, und ermöglicht manuelle Werkzeugwechsel. Das Verständnis der Volumenkompromisse ist entscheidend.
Oberflächenmontage vs. Durchsteckmontage: Wie treffen Sie die richtige Wahl?
Die optimale Option hängt maßgeblich vom Produktionsvolumen und der Komplexität ab. Hier sind einige Richtlinien:
Geringere bis mittlere Stückzahlen, geringere Komplexität: Die Verwendung von bedrahteten Bauteilen ist für einfachere Platinen sinnvoll, bei denen keine maximale Bauteildichte erforderlich ist. Die Flexibilität kann die niedrigeren Stückkosten aufwiegen, insbesondere bei Stückzahlen unter 10,000 Stück.
Höhere Stückzahlen: Sobald die Stückzahlen etwa 25,000 Einheiten überschreiten, bietet die automatisierte Montage und Lötung von SMT Gesamtkostenvorteile, die bei Durchsteckmontage nur schwer zu erreichen sind.
Platzbeschränkte und komplexe Designs: Wenn ein sehr kleiner Formfaktor auf einer komplexen, komponentendichten Platine erreicht werden soll, ist SMT wahrscheinlich unabdingbar, da bedrahtete Teile physisch einfach nicht hineinpassen.
Anforderungen an die Haltbarkeit im betriebskritischen Bereich: Bei Produkten, bei denen die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung oder wiederholter Demontage zu Wartungszwecken von entscheidender Bedeutung ist, bietet die Durchgangsbohrung in Bezug auf die Robustheit inhärente Vorteile.
Abschließende Überlegungen
Mit diesem detaillierten Vergleich können wir sicher feststellen, dass die Oberflächenmontage kostengünstiger und effizienter ist als die Durchsteckmontage. Die meisten fortschrittlichen elektronischen Produkte beinhalten Oberflächenmontagetechnologie. Wenn wir jedoch spezielle elektrische, thermische und mechanische Anwendungen benötigen, ist die Durchstecktechnik immer noch eine praktikable Option.
Es ist eine Tatsache, dass Technologie und Wissenschaft kontinuierlich Fortschritte machen. Und es ist auch eine Tatsache, dass neue Produkte alte ersetzen werden. Das bedeutet jedoch nicht, dass konventionelle Technologien abgeschafft werden müssen. Die Vorteile einiger konventioneller Produkte können dazu führen, dass sie auch in Zukunft eine wichtige Rolle spielen.
Wie immer wird empfohlen, sich vor der endgültigen Entscheidung über die Hardware von einem Experten für die Herstellung von Leiterplatten beraten zu lassen. MOKO-Technologie verfügt über langjährige Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von Leiterplatten. Wir sind spezialisiert auf die Massenproduktion mit Durchsteck- und Oberflächenmontage. Gerne können Sie sich mit uns in Verbindung setzen wenn Sie Fragen haben oder ein Angebot anfragen möchten.
