Технология сквозных отверстий печатной платы

Что такое технология сборки печатных плат со сквозными отверстиями?

Технология сквозных отверстий (THT) - это традиционный метод монтажа электронных компонентов на печатные платы (ПП). Эта техника требует, чтобы выводы компонентов проходили через предварительно просверленные отверстия в печатной плате, затем припаивались и закреплялись на противоположной стороне. Как профессионал ПКС в сборе Мы понимаем, что технология сквозных отверстий по-прежнему играет незаменимую роль в современном производстве электроники.

Технологию сквозных отверстий можно разделить на ручную и автоматизированную сборку. Ручная сборка подходит для мелкосерийного производства или создания прототипов, в то время как автоматизированная сборка обеспечивает высокоэффективное массовое производство с использованием специализированных машин для вставки. Несмотря на то что технология поверхностного монтажа (SMT) стала основной, технология сквозных отверстий сохраняет свое значение во многих областях применения благодаря своим уникальным преимуществам.

Основные преимущества сборки печатных плат со сквозными отверстиями

1. Исключительная механическая прочность и надежность

Наиболее заметным преимуществом сквозного монтажа является его превосходное механическое соединение. Выводы компонентов, проходящие через печатную плату, образуют паяные соединения, которые создают трехмерное соединение, гораздо более прочное, чем двухмерное соединение при поверхностном монтаже. В приложениях, требующих устойчивости к механическим нагрузкам, вибрации или ударам (например, в автомобильной электронике, промышленном оборудовании и аэрокосмической продукции), компоненты со сквозными отверстиями демонстрируют непревзойденную надежность.

2. Выдающаяся мощность

Компоненты со сквозными отверстиями обычно предлагают повышенная мощность. Поскольку выводы проходят через плату и соединяются с несколькими медными слоями, они обеспечивают лучший теплоотвод и могут выдерживать большие токи. Это делает THT идеальными для мощных приложений, таких как источники питания, приводы двигателей и усилители.

3. Удобство для создания прототипов и ремонта

При проведении научно-исследовательских и ремонтных работ компоненты со сквозными отверстиями простота замены является бесценным. Инженеры могут легко отпаивать и заменять компоненты, не повреждая печатную плату. В отличие от этого, замена компонентов поверхностного монтажа (особенно корпусов BGA с мелким шагом) гораздо сложнее и требует специального оборудования и навыков.

4. Устойчивость в экстремальных условиях

Паяные соединения со сквозными отверстиями лучше выдерживают термоциклирование и суровых условиях окружающей среды. Столбчатое" соединение, образуемое припоем, заполняющим сквозное отверстие, более устойчиво к тепловому расширению, чем "менисковые" паяные соединения SMT, что делает его более стабильным в приложениях со значительными колебаниями температуры.

5. Идеальный выбор для крупных компонентов

Для разъемов, трансформаторов, больших электролитических конденсаторов и других громоздкие компонентыПоэтому сквозной монтаж часто является единственным возможным вариантом. Из-за веса и размера этих компонентов поверхностный монтаж не может обеспечить достаточную механическую прочность.

Технический процесс сборки сквозных отверстий

1. Проектирование печатной платы и сверление

Первым шагом при сборке со сквозными отверстиями является определение расположения компонентов и проектирование формы отверстий при проектировании печатной платы. Для каждого компонента со сквозным отверстием требуется отверстие соответствующего диаметра, обычно на 0,1-0,3 мм больше, чем диаметр вывода компонента, чтобы его было легче вставить. Современное программное обеспечение для проектирования печатных плат может автоматически генерировать файлы для сверления, чтобы направлять сверлильные станки с ЧПУ для точного изготовления.

2. Вставка компонентов

Вставка компонентов может быть выполнена вручную или автоматически:

• Ручная вставка: Операторы размещают компоненты один за другим в соответствии с ведомостью материалов и маркировкой на шелкографии печатной платы
• Автоматическая вставка: Используются машины для осевой или радиальной вставки для автоматического размещения компонентов

3. Процессы пайки

Существует два основных метода пайки сквозных отверстий:

• Волновая пайка: Дно печатной платы проходит над волной расплавленного припоя, при этом припой поднимается по капиллярам и заполняет сквозные отверстия
• Ручная пайка: Пайка каждого соединения по отдельности с помощью паяльника, подходит для небольших партий или ремонтных работ

4. Очистка и осмотр

После пайки, Остатки флюса должны быть удаленыПосле этого проводятся строгие проверки качества, включая:

• Визуальный контроль паяных соединений
• Автоматизированная оптическая инспекция (AOI)
• Функциональное тестирование

Сравнение: Технология сквозного и поверхностного монтажа

Несмотря на то, что технология поверхностного монтажа (SMT) стала основной, технология сквозных отверстий сохраняет свою уникальную ценность:

На практике, технология смешанной сборки (сочетающий THT и SMT) становится все более распространенным, используя сильные стороны обоих подходов.

Топ-5 распространенных проблем монтажа печатных плат со сквозными отверстиями и их решения

Проблема 1: Неполное заполнение сквозных отверстий припоем

Коренные причины:

• Недостаточная температура пайки
• Слишком короткая продолжительность пайки
• Несоответствие между диаметром отверстия и размером вывода
• Плохая текучесть припоя

Решения:

1. Оптимизируйте параметры пайки волной: Повысьте температуру пайки до 250-260°C, увеличьте время контакта до 3-5 секунд
2. Убедитесь, что диаметр отверстия на 0,1-0,3 мм больше диаметра провода.
3. Используйте флюс с соответствующей активностью для улучшения смачиваемости
4. При ручной пайке используйте технику "подачи припоя", чтобы обеспечить полное заполнение отверстий

Проблема 2: Затрудненная или поврежденная установка компонентов

Коренные причины:

• Отклонение положения сверления печатной платы
• Диаметр отверстия слишком мал
• Деформированный компонент приводит
• Неправильная калибровка вставной машины

Решения:

1. Усиление контроля качества изготовления печатных плат для обеспечения точности сверления
2. Регулярно проверяйте и регулируйте системы позиционирования вставных машин
3. Выполните формовку свинца на компонентах
4. Проводите первичный контроль для своевременного выявления и устранения проблем

Проблема 3: Паяльные соединения или чрезмерное количество припоя после сборки

Коренные причины:

• Повышенная температура припоя
• Недостаточная активность потока
• Недостаточное расстояние между компонентами
• Неправильная высота волны

Решения:

1. Отрегулируйте параметры пайки волной: Снижение температуры или уменьшение времени контакта
2. Переключитесь на поток с более высокой активностью
3. Оптимизация расположения компонентов для увеличения критического расстояния
4. Контролируйте высоту волны до 1/2-2/3 толщины печатной платы
5. Для существующих мостов используйте фитиль для пайки или инструменты для доработки

Проблема 4: Отсоединение компонентов или несоосность после пайки

Коренные причины:

• Неполная установка компонента
• Чрезмерный зазор между выводами и отверстиями
• Незащищенные компоненты перед пайкой
• Удар волны, вызывающий смещение

Решения:

1. Убедитесь, что компоненты полностью вставлены и находятся заподлицо с печатной платой
2. Для тяжелых компонентов используйте временный клей перед пайкой
3. Оптимизация конструкции приспособления для пайки волной для минимизации механического воздействия
4. Внедрение контроля в процессе производства для раннего выявления проблем с выравниванием

Проблема 5: Повреждение термочувствительных компонентов при пайке

Коренные причины:

• Повышенная температура пайки
• Нет защиты для термочувствительных компонентов
• Длительное время пайки

Решения:

1. Используйте ручную пайку для чувствительных компонентов с контролируемым локальным нагревом
2. Установите радиаторы или термозажимы для защиты компонентов
3. Отрегулируйте последовательность пайки - припаивайте чувствительные компоненты в последнюю очередь
4. Выбирайте низкотемпературные сплавы припоя (например, Sn-Bi)
5. При необходимости используйте станции доработки для локального нагрева

Будущие тенденции в сборке печатных плат со сквозными отверстиями

Хотя технология поверхностного монтажа доминирует, сборка через отверстия продолжает развиваться:

1. Сквозное отверстие высокой плотности: Меньшие отверстия (0,2-0,3 мм) и высокая точность сверления повышают плотность сборки
2. Системы селективной пайки: Точная пайка только сквозных отверстий на платах смешанных технологий, снижающая тепловой стресс
3. Повышенная автоматизация: Более умные автоматические вставные машины и системы контроля повышают производительность
4. Передовые материалы: Материалы для печатных плат с высокой теплопроводностью и новые припои улучшают тепловые характеристики

Как профессиональные сборщики печатных плат, мы рекомендуем клиентам выбирать наиболее подходящую технологию в зависимости от характеристик продукта и условий применения. Для приложений, требующих высокой надежности, прочных механических соединений и превосходной обработки мощности, технология сквозных отверстий остается незаменимой.

Почему стоит выбрать наши услуги по сборке печатных плат со сквозными отверстиями?

• 17 лет опыта сборки сквозных отверстий с тысячами различных конструкций
• Оснащены высокоточными автоматическими машинами для вставки и системами селективной пайки
• Строгая система контроля качества с уровнем брака ниже 0,1%
• Комплексные услуги от поддержки проектирования до окончательного тестирования
• Гибкие возможности от создания прототипов до серийного производства

Независимо от того, требуется ли для вашего проекта чисто сквозная сборка или смешанная технология, наша команда инженеров предоставит экспертные консультации и обеспечит высококачественное производство. Свяжитесь с нами бесплатно технические консультации и расценки.

Рекомендуемое чтение

Технология поверхностного монтажа (SMT)