При сборке печатных плат инженеры могут выбирать из двух основных методов: сквозные отверстия и технология поверхностного монтажа (SMT). В первые дни мы имели дело с компонентами, имеющими длинные выводы, вставляя их вручную в сквозные отверстия на печатной плате. Затем мы спаивали выводы, чтобы сформировать прочные соединения с отверстиями. Это то, что мы называем сборка печатной платы через отверстие. С течением времени производители предпочитают использовать современный метод сборки, который опирается на компоненты, выводы которых крепятся только к поверхности печатной платы. Этот метод не требует никаких стыковочных отверстий. Это то, что мы называем технологией поверхностного монтажа. Сегодня мы рассмотрим обе эти технологии и поможем вам сделать выбор между ними в соответствии с вашими потребностями.
Сборка через отверстие
Сборка через отверстия подразумевает вставку выводов компонентов в отверстия, просверленные в печатной плате, и их пайку для физического крепления и электрического соединения. компоненты сквозного отверстия включают в себя интегральные схемы (ИС), конденсаторы, резисторы, катушки индуктивности, трансформаторы, предохранители и многое другое.
Плюсы:
Компоненты более долговечны, а выводы выдерживают многократную пайку.
Легкость в обращении и замене вручную для технических специалистов
Не требует дорогостоящего оборудования для поверхностного монтажа
Позволяет легко визуально контролировать качество паяного соединения.
Минусы:
Более крупные компоненты занимают больше места на печатной плате.
Процесс сверления отверстий добавляет этапы
В целом более медленный процесс ручной сборки
Непрактично для конструкций печатных плат с очень высокой плотностью размещения компонентов.
Сборка для поверхностного монтажа
SMT появился для обеспечения автоматизированной сборки все более мелких и легких электронных устройств, требующих более высокой плотности компонентов. Вместо проводов, вставленных в отверстия, устройства поверхностного монтажа (SMD) имеют проводящие площадки, которые напрямую монтируются на медные дорожки на поверхности печатной платы.
Плюсы:
Значительно меньшие компоненты облегчают миниатюризацию
Гораздо более высокая плотность упаковки компонентов на квадратный дюйм
Автоматизированный Машины для захвата и установки SMT включить скорость
Не требуется сверление — более простое изготовление печатной платы
Методы паяльной пасты и оплавления эффективно защищают мелкие компоненты
Минусы:
Крайне сложно переделывать/заменять вручную
Необходимы инвестиции в оборудование для производства SMT-компонентов
Сложно визуально осмотреть мелкие паяные соединения
Сравнение поверхностного монтажа и монтажа печатных плат в отверстия
- Процесс сборки
SMT использует автоматизированные машины Pick-and-Place для быстрого монтажа мелких компонентов непосредственно на поверхностные площадки. Это обеспечивает эффективность и согласованность для крупносерийного производства. THT включает ручную вставку выводных компонентов в просверленные отверстия и крепление припоем. Хотя это медленнее, это обеспечивает гибкость в малых и средних количествах.
- Размер платы
Благодаря миниатюрным размерам компонентов SMT максимально увеличивает доступное пространство, размещая сложные, плотные конструкции. Более крупные сквозные отверстия занимают больше площади. Это может ограничить общую плотность компонентов, если не использовать плату большего размера.
- Температурные факторы
SMT обычно использует передовые полимеры и материалы для плат с более высокой термостойкостью, рассчитанной на температуру свыше 170°C. Сквозное отверстие может использовать традиционный FR-4, рассчитанный на температуру около 130°C. Это хорошо позиционирует SMT для высокотемпературных применений.
- Поддерживаемые компоненты
Выбор влияет на ваш полный перечень материалов. SMT использует микросхемы с малым шагом, BGA, конденсаторы и другие устройства поверхностного монтажа. Ассортимент THT включает в себя резисторы с выводами, конденсаторы, трансформаторы и розетки.
- Соображения стоимости
Для очень большого объема производства автоматизированная эффективность SMT обеспечивает экономию затрат, несмотря на первоначальные инвестиции в оборудование. Однако THT позволяет избежать некоторых расходов, таких как трафареты для пайки, и адаптируется к ручной смене инструментов. Понимание компромиссов в объеме является ключевым фактором.
Поверхностный монтаж или монтаж в сквозные отверстия: как выбрать?
Оптимальный вариант во многом зависит от объемов производства и факторов сложности. Вот некоторые рекомендации:
Объем ниже среднего, меньше сложности: наклон в сторону компонентов со сквозными отверстиями имеет смысл для более простых плат, не требующих максимизации плотности компонентов. Гибкость может перевесить более низкие затраты на единицу, особенно для объемов менее 10,000 XNUMX единиц.
Более крупносерийное производство: как только объемы производства превышают 25,000 XNUMX единиц, автоматизированная сборка и пайка SMT обеспечивает общие преимущества по затратам, которые трудно достичь при монтаже с сквозными отверстиями.
Конструкции с ограниченным пространством и сложные конструкции: если требуется очень малый форм-фактор на сложной плате с плотным расположением компонентов, скорее всего, необходим SMT, поскольку сквозные отверстия просто физически не поместятся.
Требования к прочности для критически важных задач: для изделий, где устойчивость к механическим нагрузкам или многократная разборка для обслуживания имеют решающее значение, сквозное отверстие имеет неотъемлемые преимущества с точки зрения прочности.
Заключение
При таком подробном сравнении мы можем с уверенностью заключить, что поверхностный монтаж более экономичен и эффективен, чем сквозной монтаж. Большинство передовых электронных продуктов используют технологию поверхностного монтажа. Однако, когда нам требуются специальные электрические, термические и механические приложения, технология сквозных отверстий по-прежнему является жизнеспособным вариантом.
Фактом является то, что технологии и наука непрерывно прогрессируют. И также фактом является то, что новые продукты заменят старые. Но это не означает, что необходимо устранить традиционные технологии. Достоинства некоторых традиционных вещей все еще могут заставить их играть важную роль в будущем.
Как всегда, перед принятием окончательного решения по оборудованию рекомендуется получить профессиональные рекомендации от эксперта по производству печатных плат. МОКО Технология имеет многолетний опыт в проектировании и производстве печатных плат. Мы специализируемся на массовом производстве с использованием технологий как сквозного монтажа, так и поверхностного монтажа. Не стесняйтесь протягивать к нам если у вас есть вопросы или вы хотите узнать цену.
