Les composants traversants sont des composants électroniques dotés de fils ou de bornes qui sont insérés dans des trous percés dans un PCB bord et soudés pour réaliser des connexions mécaniques et électriques. Au début, THT (technologie à trous traversants) était la principale technologie d'assemblage de circuits imprimés, mais à mesure que le niveau d'intégration des circuits actuels continue d'augmenter, les composants deviendront plus compacts et les ingénieurs électroniques d'aujourd'hui ont tendance à choisir des composants plus petits. CMS (technologie de montage en surface) Composants. Il est indéniable que le THT occupe toujours une place importante dans l'industrie des circuits imprimés grâce à ses avantages. Dans cet article, nous présenterons les composants traversants sous différents angles et vous donnerons quelques pistes pour choisir entre les composants CMS et traversants. Poursuivons notre lecture pour en savoir plus !
Types de composants traversants
Composants de dérivation axiale
Les composants à broches axiales ont des broches s'étendant de chaque extrémité de la pièce parallèlement à son axe. Exemples courants :
- Résistances : Les résistances traversantes offrent une résistance au flux de courant électrique et possèdent des fils à chaque extrémité, ce qui les rend faciles à insérer dans les trous d'un PCB.
- Condensateurs : Les condensateurs à broches axiales stockent et restituent l'énergie électrique. Ils sont également dotés de broches à chaque extrémité pour un montage traversant.
- Diodes : les diodes à fils axiaux permettent au courant de circuler dans une seule direction et elles ont généralement des fils aux deux extrémités.
Composants de dérivation radiale
Les composants à broches radiales ont des broches perpendiculaires à l'axe du corps du composant. Les composants ci-dessous ont souvent des broches radiales :
- Transistors : Les transistors à broches radiales sont utilisés pour l'amplification et la commutation. Ils sont dotés de broches sur un côté du composant pour un montage traversant.
- Circuits intégrés (CI) : certains CI sont livrés dans des boîtiers à broches radiales. Moins courants que d'autres, ils sont néanmoins utilisés dans des applications spécifiques.
CI DIP
Les circuits intégrés DIP (Dual In-Line Package) sont dotés de broches s'étendant de chaque côté d'un corps rectangulaire en plastique. Les circuits intégrés DIP permettent le soudage traversant et le montage sur platine d'expérimentation.
Broches et connecteurs
- Broches : Les broches traversantes peuvent être utilisées à diverses fins, telles que la création de points de test ou la fourniture d'une connexion entre des PCB ou des composants.
- Connecteurs : Les connecteurs traversants permettent d'établir des connexions électriques entre le circuit imprimé et les périphériques externes. Ils existent sous différentes formes, notamment des connecteurs D-Sub, des embases à broches, etc.
D'autres composants traversants divers comprennent des fusibles, des inductances à billes de ferrite, des transformateurs, des potentiomètres et des relais. Leurs broches géométriques uniques permettent le soudage traversant.
Lisez notre autre blog pour tous les types de composants PCB : https://www.mokotechnology.com/Circuit-board-components/
Comment souder des composants traversants ?
- Préparez votre zone de travail
Pour préparer la soudure, commencez par nettoyer les pièces à assembler. alcool isopropylique Pour éliminer toute saleté ou poussière sur les fils et le circuit imprimé, laissez sécher à l'air libre ou essuyez délicatement avec un chiffon non pelucheux. Ce nettoyage rapide favorise une meilleure adhérence de la soudure et permet des connexions solides et durables.
- Nettoyer la pointe du fer à souder
Assurez-vous de nettoyer la pointe du fer avant de souder. Chauffez-la, puis essuyez-la soigneusement avec une éponge imbibée d'eau. Cela éliminera toute oxydation ou débris, permettant au fer de transférer efficacement la chaleur pour des soudures propres.
- Insérer le composant
Insérez les fils du composant traversant dans les trous appropriés sur le PCB.
- Pliez les fils (si nécessaire)
Si le composant possède de longs fils, vous pouvez les plier légèrement vers l'extérieur sur le côté opposé de la carte pour maintenir le composant en place pendant la soudure.
- Chauffer le joint
Placez la pointe du fer de manière à ce qu'elle touche simultanément la broche du composant et la pastille du circuit imprimé. Assurez-vous que la pointe touche à la fois la broche et le circuit imprimé. Tampon PCB.
- Appliquer de la soudure
Une fois le joint chauffé (généralement en 2 à 3 secondes), appliquez le fil de soudure sur le joint. La soudure doit s'écouler uniformément autour du joint et recouvrir la patte et la pastille. N'appliquez pas trop de soudure ; une petite quantité suffit généralement.
- Retirez la soudure et le fer
Une fois la soudure coulée, retirez d'abord le fil, puis le fer. Maintenez la soudure immobile quelques secondes pendant que la soudure durcit et prend. Ce temps de refroidissement est crucial pour créer une connexion solide et durable entre les composants. Ne déplacez pas le composant ni la carte tant que la soudure n'a pas pris afin d'éviter la formation de « joints froids ».
- Inspecter le joint
Inspectez visuellement le joint de soudure pour vous assurer qu'il est brillant, lisse et uniformément réparti. Un joint correctement soudé doit présenter un aspect concave et légèrement surélevé.
- Coupez les fils excédentaires
Si nécessaire, utilisez une pince coupante pour couper les pattes de composant excédentaires au ras du circuit imprimé. Lors de la coupe, laissez un peu d'espace entre la découpe et le joint de soudure. Une trop grande proximité risque d'endommager la connexion.
- Répétez le processus
Répétez les étapes 3 à 9 pour chaque composant traversant de votre PCB.
- Nettoyer le PCB (facultatif)
Une fois les soudures terminées, pensez à nettoyer la carte. Utilisez de l'alcool isopropylique et une petite brosse ou un coton-tige pour retirer délicatement les résidus de flux. Cela éliminera les débris et laissera les soudures et le circuit imprimé propres.
- Testez le circuit
Avant de fermer l'appareil ou de le mettre sous tension, vérifiez vos soudures et assurez-vous qu'il n'y a pas de ponts de soudure ou de courts-circuits.
Conseils pour la manipulation des composants traversants dans votre conception de PCB
Voici quelques conseils pour intégrer efficacement des pièces traversantes dans votre prochaine configuration de carte :
- Évaluez les composants traversants les plus pertinents : tenez compte de facteurs tels que le coût, le temps d'assemblage, les besoins de remplacement et la résistance aux vibrations. Les composants traversants peuvent être privilégiés pour les connecteurs, les dispositifs d'alimentation ou les composants critiques.
- Choisissez la bonne taille de trou – Respectez les spécifications du fabricant pour le diamètre du foret. Un diamètre trop petit augmente la résistance, tandis qu'un diamètre trop grand peut affecter la qualité de la soudure. N'oubliez pas que les pastilles sont plus grandes que les trous.
- Attention à l'espacement – Laissez un espacement suffisant entre les trous et les pistes pour le routage. Les composants comme les circuits intégrés DIP nécessitent une densité de trous plus élevée. Consultez les fiches techniques.
- Maîtrisez la stabilité – Placez les pièces traversantes près des coins et des bords des planches autant que possible. Cela améliore la stabilité mécanique.
- Simplifiez la soudure – Concevez des cartes de manière à ce que les broches traversantes soient accessibles d'un seul côté. Cela évite les « ombres » lors de la soudure.
- Plan de fixation – Pensez à ajouter des supports de montage, des supports ou d’autres points de maintien si les pièces traversantes sont grandes ou lourdes.
- Protection des trous – Prévoir des trous traversants ou des bords plaqués. Éviter d'exposer le stratifié non traité pour éviter l'oxydation.
Composants CMS ou traversants
Différence entre les composants CMS et les composants traversants
Les composants CMS (composants montés en surface) sont dotés de broches qui se connectent directement à la surface du circuit imprimé plutôt que par des trous. Bien que les composants à trous les distinguent de :
- Emballage différent
Avec les composants CMS, les broches sont soudées directement sur les pastilles métalliques de la carte. Aucun perçage n'est nécessaire. Les pastilles sont définies dans le schéma du circuit imprimé pour correspondre à la configuration des broches du composant. Les pastilles CMS sont généralement créées par placage sur panneau ou par placage de motifs. Les composants traversants nécessitent le perçage mécanique de trous à travers l'empilement de couches de la carte. Les broches sont insérées dans les trous et soudées. Des trous traversants métallisés (PTH) relient ensuite les pastilles des deux côtés à travers les parois des trous. Les PTH permettent d'accéder à la soudure et d'inspecter les joints des deux côtés.
- Différentes méthodes d'assemblage
Le montage CMS s'appuie sur des machines de type « pick-and-place » à grande vitesse pour positionner précisément les composants sur les pastilles. Les pièces sont manipulées par de petites buses d'aspiration et rapidement déposées sur la surface du circuit imprimé. Soudage par refusion puis soude toutes les pastilles simultanément. L'ensemble du processus est hautement automatisé et très efficace.
L'insertion de composants traversants, en revanche, est un processus séquentiel. Les broches doivent être orientées et insérées dans les trous correspondants. Il existe des machines d'insertion automatisées, mais elles fonctionnent à des vitesses plus lentes que les machines de placement CMS. Elles sont également limitées aux composants dont l'espacement des broches est constant. Les pièces traversantes irrégulières nécessitent souvent une insertion manuelle par des opérateurs utilisant des outils comme des pinces.
- Différentes méthodes de soudure
Le brasage CMS est réalisé à l'aide de fours de refusion qui chauffent uniformément l'ensemble du circuit imprimé. Le circuit passe par des zones à température contrôlée qui amènent simultanément tous les plots et les broches au-dessus du point de fusion de la soudure. La pâte à braser entre les plots et les broches se condense, puis refroidit pour solidifier les joints. Ce procédé parallèle est efficace pour la production CMS en grande série.
La soudure traversante est traditionnellement réalisée par soudure à la vague ou soudure manuelle. La soudure à la vague fait passer les cartes au-dessus d'une vague de soudure en fusion, permettant au liquide de pénétrer dans chaque trou traversant métallisé. La soudure manuelle utilise un fer ou une station de soudure pour chauffer les joints individuels afin d'insérer les fils et de favoriser la capillarité. Les deux techniques fonctionnent séquentiellement sur chaque connexion.
Avantages du CMS
Taille plus petite – les composants CMS occupent moins d’espace sur la carte.
Densité de composants plus élevée – Plus de composants CMS peuvent être placés dans le même espace.
Perçage réduit – Aucun trou n’a besoin d’être percé pour les fils des pièces CMS.
Assemblage automatisé – Les CMS peuvent bénéficier d’un soudage par transfert et par insertion plus rapide.
Performances – L’élimination des fils conducteurs améliore les performances électriques.
Avantages du trou traversant
Prototypage plus facile – Les pièces traversantes sont plus simples à réaliser sur des maquettes et sur mesure Assemblage de PCB.
Résiste aux vibrations – Les pièces traversantes en plomb peuvent mieux gérer les forces de vibration et les chocs.
Inspection visuelle – Les joints de soudure traversants sont facilement inspectés des deux côtés.
Reprise plus facile – Le retrait et le remplacement des pièces traversantes sont simples.
Considérations lors du choix du type de composant
Volume de production – Le CMS est privilégié pour la fabrication en grande quantité.
Besoins d’espace – Le CMS permet des configurations plus petites et plus compactes.
Facilité d’entretien – Un trou traversant peut être nécessaire si des composants doivent être remplacés.
Facteurs environnementaux – Le trou traversant résiste mieux aux vibrations, aux chocs et à l’humidité.
L’évaluation des compromis tels que la taille, l’assemblage, les besoins d’inspection et les conditions de fonctionnement permet de déterminer le meilleur type de composant pour l’application.
Mots de clôture
Bien que les composants traversants puissent paraître obsolètes, ils continuent de remplir des fonctions essentielles dans les circuits imprimés modernes. Cette technologie éprouvée conserve son utilité grâce à sa simplicité et sa fiabilité. Avec une conception et un assemblage adaptés, les composants traversants peuvent être efficacement combinés avec des composants CMS plus modernes. Comprendre les avantages, les inconvénients et les bonnes pratiques est essentiel pour tirer le meilleur parti de la technologie des composants traversants. Grâce à ce résumé des bases des composants traversants, vous comprenez désormais mieux comment les intégrer dans un système. conception de circuits imprimés. L’application de ces connaissances peut conduire à une utilisation plus réussie de ces pièces éprouvées dans votre prochain projet.
