Компоненты для монтажа в отверстия — это электронные компоненты с выводами или клеммами, которые вставляются в отверстия, просверленные в Печатной платы и спаяны для создания механических и электрических соединений. В ранние дни, THT (технология сквозных отверстий) была основной технологией сборки печатных плат, но поскольку уровень интеграции современных схем продолжает расти, компоненты становятся более компактными, и сегодняшние инженеры-электронщики склонны выбирать меньшие SMT (технология поверхностного монтажа) компоненты. Но нельзя отрицать, что THT по-прежнему занимает важное место в индустрии печатных плат благодаря своим собственным преимуществам. В этой статье мы рассмотрим компоненты сквозного монтажа с разных сторон и дадим некоторые советы о том, как выбирать между компонентами SMD и сквозного монтажа. Давайте продолжим читать, чтобы узнать больше!
Типы компонентов со сквозными отверстиями
Компоненты осевого вывода
Осевые компоненты с выводами имеют выводы, идущие от каждого конца детали параллельно ее оси. Распространенные примеры:
- Резисторы: резисторы с креплением в отверстия обеспечивают сопротивление электрическому току и имеют выводы на каждом конце, что позволяет легко вставлять их в отверстия на печатной плате.
- Конденсаторы: Конденсаторы с аксиальными выводами хранят и выдают электрическую энергию. Они также имеют выводы на каждом конце для монтажа в сквозное отверстие.
- Диоды: аксиальные выводные диоды позволяют току течь в одном направлении и обычно имеют выводы на обоих концах.
Компоненты радиального вывода
Радиальные выводные детали имеют выводы, проходящие перпендикулярно оси корпуса компонента. А нижеприведенные компоненты часто имеют радиальные выводы:
- Транзисторы: Транзисторы с радиальными выводами используются для усиления и коммутации. Они имеют выводы на одной стороне компонента для сквозного монтажа.
- ИС (интегральные схемы): Некоторые ИС выпускаются в корпусах с радиальными выводами. Они менее распространены, чем другие корпуса ИС, но все еще используются в определенных приложениях.
DIP-ИС
Интегральные схемы с двухрядным корпусом (DIP) имеют штыревые выводы, выходящие из обеих длинных сторон прямоугольного пластикового корпуса. DIP-ИС допускают сквозную пайку и макетирование.
Контакты и разъемы
- Штыри: штыри сквозного монтажа могут использоваться для различных целей, например, для создания контрольных точек или обеспечения соединения между печатными платами или компонентами.
- Разъемы: сквозные разъемы используются для установки электрических соединений между печатной платой и внешними устройствами. Они бывают разных форм, включая разъемы D-sub, штыревые разъемы и т. д.
Другие разнообразные компоненты для сквозного отверстия включают предохранители, ферритовые индукторы, трансформаторы, потенциометры и реле. Уникальные геометрические выводы позволяют производить сквозную пайку.
Читайте наш другой блог обо всех типах компонентов печатных плат: https://www.mokotechnology.com/Circuit-board-components/
Как паять компоненты через отверстия？
- Подготовьте рабочее место
Чтобы подготовиться к пайке, сначала очистите детали, которые вы будете соединять. Используйте изопропиловый спирт чтобы смыть грязь или пыль с выводов и платы. Дайте всему высохнуть на воздухе или аккуратно протрите безворсовой тканью. Эта быстрая очистка помогает припою лучше прилипнуть, чтобы вы могли сделать прочные, долговечные соединения.
- Очистите жало паяльника
Обязательно очистите наконечник паяльника перед пайкой. Нагрейте его, затем аккуратно протрите губкой, смоченной водой. Это удалит все окисления и мусор, что позволит паяльнику эффективно передавать тепло для чистых припоев.
- Вставьте компонент
Вставьте выводы компонента сквозного монтажа в соответствующие отверстия на печатной плате.
- Согните провода (при необходимости)
Если у компонента длинные выводы, вы можете слегка отогнуть их наружу на противоположной стороне платы, чтобы удерживать компонент на месте во время пайки.
- Нагрейте сустав
Поместите наконечник паяльника так, чтобы он касался как вывода компонента, так и контактной площадки платы одновременно. Убедитесь, что наконечник касается как вывода, так и печатная плата.
- Нанесите припой
После того, как соединение нагреется (обычно в течение 2-3 секунд), коснитесь припоем соединения. Припой должен плавно течь вокруг соединения и покрывать как вывод, так и контактную площадку. Не наносите слишком много припоя; небольшого количества обычно достаточно.
- Удалить припой и железо
Как только припой потечет, сначала оттяните провод, затем паяльник. Держите соединение неподвижным в течение нескольких секунд, пока припой затвердеет и схватится. Это время охлаждения имеет решающее значение для создания прочного, долговечного соединения между деталями. Не перемещайте компонент или плату, пока припой не схватится, чтобы избежать образования «холодных соединений».
- Осмотрите сустав
Визуально проверьте паяное соединение, чтобы убедиться, что оно выглядит блестящим, гладким и равномерно распределенным. Правильно спаянное соединение должно иметь вогнутый, слегка приподнятый вид.
- Обрежьте лишние провода
При необходимости используйте кусачки для обрезки излишков выводов компонентов заподлицо с печатной платой. При обрезке излишков выводов оставляйте немного места между разрезом и паяным соединением. Если подойти слишком близко, можно повредить только что сделанное соединение.
- Повторите процесс
Повторите шаги 3–9 для каждого компонента сквозного монтажа на печатной плате.
- Очистите печатную плату (опционально)
После завершения пайки рассмотрите возможность очистки платы. Используйте изопропиловый спирт и небольшую кисточку или ватный тампон, чтобы аккуратно удалить остатки флюса. Это удалит мусор и оставит паяные соединения и плату чистыми.
- Проверьте схему
Прежде чем закрыть устройство или включить его, еще раз проверьте паяные соединения и убедитесь в отсутствии перемычек и коротких замыканий.
Советы по работе с компонентами, монтируемыми в отверстия, в проекте печатной платы
Вот несколько советов по эффективному включению деталей со сквозными отверстиями в следующую компоновку платы:
- Оцените, где компоненты сквозного отверстия имеют смысл – Рассмотрите такие факторы, как стоимость, время сборки, необходимость замены и устойчивость к вибрации. Сквозное отверстие может быть предпочтительным для разъемов, силовых устройств или критических компонентов.
- Выберите правильный размер отверстия – Следуйте указаниям производителя по диаметру сверла. Слишком маленький диаметр увеличивает сопротивление, а слишком большой может повлиять на качество паяного соединения. Помните, что контактные площадки больше отверстий.
- Следите за расстоянием – Оставляйте достаточное расстояние между отверстиями и дорожками для трассировки. Такие компоненты, как DIP-ИС, требуют более высокой плотности отверстий. Ознакомьтесь с техническими описаниями.
- Монголизировать рынок по стабильности – Размещайте детали со сквозными отверстиями вблизи углов и краев досок, когда это возможно. Это обеспечивает большую механическую стабильность.
- Упростите пайку – проектируйте платы так, чтобы сквозные выводы были доступны только с одной стороны. Это предотвращает «затенение» во время пайки.
- Планируйте меры безопасности. Рассмотрите возможность добавления креплений для плат, кронштейнов или других точек крепления, если детали, проходящие через отверстия, большие или тяжелые.
- Защитите покрытие отверстий – Укажите покрытие отверстий через отверстия или покрытие краев. Избегайте воздействия необработанного ламината, чтобы предотвратить окисление.
Компоненты SMD и сквозного монтажа
Разница между SMD и компонентами для монтажа в отверстия
Компоненты SMD (устройства поверхностного монтажа) имеют выводы, которые подключаются непосредственно к поверхности печатных плат, а не через отверстия. И хотя компоненты с отверстиями отличаются от:
- Разная упаковка
В случае с деталями SMT выводы припаиваются непосредственно к металлическим площадкам на поверхности платы. Отверстия не требуются, что исключает сверление. Площадки определяются в макете печатной платы в соответствии с конфигурацией выводов компонента. Площадки SMT обычно создаются с использованием процессов нанесения покрытия на панель или нанесения покрытия по шаблону. Для деталей со сквозными отверстиями требуется механическое сверление отверстий через весь стек слоев платы. Выводы вставляются в отверстия и припаиваются. Затем через стенки отверстий соединяются площадки с обеих сторон через металлизированные сквозные отверстия (PTH). PTH обеспечивают доступ к пайке и осмотру соединений с обеих сторон.
- Различные методы сборки
Монтаж SMT использует высокоскоростные машины Pick-and-Place для точного позиционирования компонентов на контактных площадках. Детали обрабатываются небольшими вакуумными соплами и быстро размещаются на поверхности печатной платы. Пайка оплавлением затем спаивает все площадки одновременно. Весь процесс высоко автоматизирован и имеет большую эффективность.
Вставка компонентов в сквозные отверстия, напротив, является последовательным процессом. Выводы должны быть ориентированы и вставлены в соответствующие отверстия. Автоматизированные машины для вставки существуют, но работают на более низких скоростях, чем SMT pick-and-place. Они также ограничены компонентами с постоянным расстоянием между выводами. Нерегулярные детали в сквозные отверстия часто требуют ручной вставки операторами с использованием таких инструментов, как пинцет.
- Различные методы пайки
Пайка SMD выполняется с использованием печей оплавления, которые равномерно нагревают всю плату. Плата проходит через зоны с контролируемой температурой, которые одновременно доводят все площадки и выводы до температуры выше точки плавления припоя. Паяльная паста между площадками и выводами течет вместе, затем охлаждается, затвердевая соединения. Параллельный процесс эффективен для крупносерийного производства SMT.
Пайка через сквозные отверстия традиционно выполняется пайка волной или ручная пайка. Пайка волной пропускает платы над волной расплавленного припоя, позволяя жидкости просачиваться в каждое металлизированное сквозное отверстие. Ручная пайка использует паяльник или паяльную станцию для нагрева отдельных соединений для вставки выводов и капиллярного воздействия. Оба работают последовательно на каждом соединении.
Преимущества СМД
Меньший размер — SMD-компоненты занимают меньше места на плате.
Более высокая плотность компонентов — на той же площади можно разместить больше SMD-компонентов.
Сокращение объема сверления — не требуется сверлить отверстия для выводов SMD-компонентов.
Автоматизированная сборка — SMD-компоненты могут использовать более быструю установку и пайку оплавлением.
Производительность – устранение необходимости в использовании свинцовых проводов улучшает электрические характеристики.
Преимущества сквозного отверстия
Более простое прототипирование – детали со сквозными отверстиями проще для макетирования и изготовления на заказ Сборка печатной платы.
Устойчивость к вибрации – детали со сквозными отверстиями лучше выдерживают вибрационные нагрузки и удары.
Визуальный осмотр – паяные соединения через сквозные отверстия легко проверяются с обеих сторон.
Более простая доработка – снятие и замена деталей со сквозными отверстиями не вызывает затруднений.
Соображения при выборе типа компонента
Объем производства – SMD предпочтительнее для крупносерийного производства.
Требования к пространству — SMD позволяет создавать более компактные и компактные макеты.
Удобство обслуживания – при необходимости замены компонентов может потребоваться сквозное отверстие.
Факторы окружающей среды – сквозное отверстие лучше выдерживает вибрацию, удары и влагу.
Оценка таких факторов, как размер, сборка, необходимость проверки и условия эксплуатации, помогает определить наилучший тип компонента для конкретной области применения.
Закрытие слов
Хотя сквозные отверстия могут показаться устаревшими, они продолжают выполнять жизненно важные функции в современных печатных платах. Эта зрелая технология остается полезной благодаря своей простоте и надежности. При правильном проектировании и сборке сквозные отверстия могут эффективно сочетаться с более современными компонентами SMT. Понимание плюсов, минусов и передового опыта является ключом к максимальному использованию технологии сквозных отверстий. С этим резюме основ сквозных отверстий компонентов вы теперь лучше понимаете, как интегрировать их в проектирование печатной платы. Применение этих знаний может привести к более успешному использованию этих проверенных временем деталей в вашем следующем проекте.
