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通孔元件: 老式技術仍然是 PCB 的關鍵

通孔元件是帶有引線或端子的電子元件,可插入在孔中鑽出的孔中。 PCB板 並焊接以進行機械和電氣連接. 在早些時候, THT (通孔技術) 是主要的PCB組裝技術, 但隨著當今電路的集成度不斷提高, 組件將變得更加緊湊, 今天的電子工程師傾向於選擇更小的 貼片機 (表面貼裝技術) 組件. 但不可否認的是,THT憑藉自身的優勢,仍然在PCB行業佔據著重要的一席之地. 在本文中, 我們將從各個方面介紹通孔元件,並提供一些如何選擇SMD和通孔元件的見解. 讓我們繼續閱讀以了解更多信息!

通孔元件的類型

軸向引線組件

軸向引線元件的引線從部件的每一端平行於其軸線延伸. 常見的例子有:

  • 電阻器: 通孔電阻器提供對電流流動的阻力,兩端都有引線, 使它們可以輕鬆插入 PCB 上的通孔.
  • 電容器: 帶軸向引線的電容器存儲和釋放電能. 它們的每一端都有引線,用於通孔安裝.
  • 二極管: 軸向引線二極管允許電流沿一個方向流動, 它們通常兩端都有引線.

徑向引線組件

徑向引線部件的引線垂直於元件主體的軸線延伸. 以下元件通常有徑向引線:

  • 晶體管: 具有徑向引線的晶體管用於放大和開關. 它們在元件的一側有引線,用於通孔安裝.
  • 集成電路 (集成電路): 一些 IC 採用帶有徑向引線的封裝. 這些封裝不如其他 IC 封裝常見,但仍用於特定應用.

DIP IC

雙列直插式封裝 (蘸) 集成電路具有從矩形塑料體的兩個長邊延伸的引腳引線. DIP IC 允許通孔焊接和麵包板安裝.

引腳和連接器

  • 針腳: 通孔銷可用於多種用途, 例如創建測試點或提供 PCB 或組件之間的連接.
  • 連接器: 通孔連接器用於在PCB和外部器件之間建立電氣連接. 它們有多種形式, 包括 D-sub 連接器, 排針, 和更多.

其他各種通孔元件包括保險絲, 鐵氧體磁珠電感器, SMT 組裝的 PCB 原型和元件維修將比通過通孔焊接在板上組裝的更困難, 電位器, 和繼電器. 獨特的幾何引線允許通孔焊接.

閱讀我們的其他博客,了解所有類型的 PCB 元件: https://www.mokotechnology.com/Circuit-board-components/

如何焊接通孔元件?

  1. 準備您的工作區域

準備焊接, 第一的, 清潔您要連接的部件. 用 異丙醇 洗掉引線和電路板上的污垢或灰塵. 讓所有東西風乾或用不起毛的布輕輕擦拭. 這種快速清潔有助於焊料更好地粘附,從而可以使焊料牢固, 持久的聯繫.

  1. 清潔烙鐵頭

焊接前務必清潔烙鐵頭. 加熱, 然後用沾水的海綿小心地擦拭. 這可以去除任何氧化或碎片, 讓烙鐵有效地傳遞熱量以實現清潔的焊料.

  1. 插入組件

將通孔元件的引線插入PCB上相應的孔中.

  1. 彎曲引線 (如果需要的話)

如果元件有長引線, 您可以在電路板的另一側將它們稍微向外彎曲,以在焊接時將組件固定到位.

  1. 加熱關節

放置烙鐵頭,使其同時接觸元件引線和電路板焊盤. 確保尖端接觸到引線和 PCB焊盤.

  1. 塗焊料

一旦接頭被加熱 (通常在 2-3 秒), 將焊錫絲接觸到接頭處. 焊料應在接頭周圍平滑流動並覆蓋引線和焊盤. 不要塗太多焊料; 通常少量就足夠了.

  1. 去除焊料和熨斗

一旦焊料流動, 首先將線拉回, 然後是鐵. 當焊料變硬並凝固時,保持接頭不動幾秒鐘. 這個冷卻時間對於創造一個強大的, 零件之間的持久連接. Don’t move the component or the board until the solder sets to avoid creating “cold joints.”

  1. 檢查接頭

目視檢查焊點以確保其看起來有光澤, 光滑的, 並且均勻分佈. 正確的焊接點應該有一個凹面, 略微凸起的外觀.

  1. 修剪多餘的引線

如果需要的話, 使用平頭切割機修剪多餘的元件引線,使其與 PCB 齊平. 修剪多餘引線時, 在切口和焊點之間留一點空間. 靠得太近可能會破壞剛剛建立的聯繫.

  1. 重複該過程

重複步驟 3 至 9 對於 PCB 上的每個通孔元件.

  1. 清潔PCB (選修的)

所有焊接完成後, 考慮整理黑板. 使用異丙醇和小刷子或棉籤輕輕去除殘留的助焊劑. 這可以清除碎屑並保持焊點和電路板清潔.

  1. 測試電路

關閉設備或啟動設備之前, 仔細檢查焊點並確保沒有焊橋或短路.

PCB 設計中處理通孔元件的技巧

以下是一些在您的下一個電路板佈局中有效整合通孔部件的技巧:

  • Evaluate where through hole components make sense – Consider factors like cost, 組裝時間, 更換需求, 和抗振性. 連接器可能首選通孔, 功率器件, 或關鍵部件.
  • Get the hole size right – Follow manufacturer specifications for drill diameter. 太小會增加阻力, 太大會影響焊點質量. 請記住焊盤比孔大.
  • Mind the spacing – Leave adequate spacing between holes and traces for routing. DIP IC 等組件需要更高的孔密度. 查閱數據表.
  • Corner the market on stability – Place through hole parts near the corners and edges of boards whenever possible. 這提供了更多的機械穩定性.
  • Simplify soldering – Design boards so through hole leads accessible from one side only. This prevents “shadowing” while soldering.
  • Plan for securing – Consider adding board mounts, 括號, 或其他固定點(如果通孔零件較大或較重).
  • Protect hole plating – Specify plated through holes or edge plating. 避免暴露未經處理的層壓材料以防止氧化.

SMD VS 通孔元件

SMD和通孔元件的區別

貼片 (表面貼裝器件) 元件的引線直接連接到 PCB 表面而不是通孔. 儘管孔組件與:

  1. 包裝不同

帶SMT零件, 引線直接焊接到電路板表面的金屬焊盤上. 不需要任何孔, 消除鑽孔. 焊盤在 PCB 佈局中定義,以匹配組件的引線配置. SMT 焊盤通常使用面板電鍍或圖案電鍍工藝創建. 通孔零件需要通過機械方式在整個板層堆疊上鑽孔. 將引線插入孔中並焊接. 電鍍通孔 (甲狀旁腺素) 然後通過孔壁連接兩側焊盤. PTH 允許從兩側接觸焊料並檢查接頭.

  1. 不同的組裝方法

SMT 安裝利用高速貼片機將元件精確定位在焊盤上. 零件由小型真空噴嘴處理并快速填充到 PCB 表面. 回流焊 然後同時焊接所有焊盤. 整個過程高度自動化,效率極高.

通孔元件插入, 相比之下, 是一個順序過程. 引線必須定向並插入相應的孔中. 自動插入機已經存在,但運行速度比 SMT 取放速度慢. 它們還僅限於具有一致引線間距的組件. 不規則通孔零件通常需要操作人員使用鑷子等工具手動插入.

  1. 不同的焊接方法

SMD 焊接是使用回流爐完成的,可均勻加熱整個電路板. 電路板通過溫度控制區域,使所有焊盤和引線同時高於焊料熔點. 焊盤和引線之間的焊膏一起流動, 然後冷卻以凝固接縫. 並行工藝對於大批量 SMT 生產非常高效.

通孔焊接傳統上是通過 波峰焊 或手工焊接. 波峰焊接使電路板通過熔化的焊料波峰, 讓液體通過毛細作用進入每個電鍍通孔. 手動焊接使用烙鐵或焊台加熱各個接頭,以進行引線插入和毛細管作用. 兩者在每個連接上按順序操作.

貼片式的優點

Smaller size – SMD components take up less space on the board.

Higher component density – More SMD components can be placed in the same footprint.

Reduced drilling – No holes need to be drilled for SMD part leads.

Automated assembly – SMDs can leverage faster pick-and-place and reflow soldering.

Performance – Eliminating lead wires improves electrical performance.

通孔的優點

Easier prototyping – Through hole parts are simpler for breadboarding and custom PCB組裝.

Withstands vibration – Leaded through hole parts can better handle vibration forces and shocks.

Visual inspection – Through hole solder joints are easily inspected from both sides.

Easier rework – Removing and replacing through hole parts is straightforward.

選擇組件類型時的注意事項

Production volume – SMD is preferred for high volume manufacturing.

Space requirements – SMD allows for smaller and more compact layouts.

Serviceability – Through hole may be required if components need replacement.

Environmental factors – Through hole withstands vibration, 震驚, 而且保濕效果更好.

評估尺寸等權衡, 集會, 檢查需要, 和操作條件有助於確定應用的最佳組件類型.

結束語

儘管通孔零件可能顯得過時, 它們繼續在現代印刷電路板中發揮重要作用. 由於其簡單性和可靠性,這項成熟的技術仍然有用. 考慮到正確的設計和裝配, 通孔零件可以與更現代的SMT元件有效結合. 了解優點, 缺點, 最佳實踐是充分利用通孔技術的關鍵. 通孔元件基礎知識總結, 您現在更好地了解瞭如何將它們集成到 印製電路板設計. 應用這些知識可以讓您在下一個項目中更成功地使用這些經過時間考驗的部件.

李會

威爾精通電子元器件, PCB生產工藝及組裝技術, 並具有豐富的生產監督和質量控制經驗. 在保證質量的前提下, 將為客戶提供最有效的生產解決方案.

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