Through Hole Technology PCB

Mikä on Through-Hole PCB Assembly Technology?

Läpivientitekniikka (THT) on perinteinen menetelmä elektroniikkakomponenttien asentamiseen... painetut piirilevyt (PCB). Tämä tekniikka edellyttää, että komponenttien johdot kulkevat piirilevyn esiporattujen reikien läpi, juotetaan ja kiinnitetään vastakkaiselle puolelle. Ammattilaisena PCB-kokoonpano valmistajana ymmärrämme, että läpireikätekniikalla on edelleen korvaamaton rooli nykyaikaisessa elektroniikan valmistuksessa.

Läpireikätekniikka voidaan jakaa manuaaliseen kokoonpanoon ja automaattiseen kokoonpanoon. Manuaalinen kokoonpano soveltuu piensarjatuotantoon tai prototyyppien valmistukseen, kun taas automatisoidulla kokoonpanolla saavutetaan tehokas massatuotanto käyttämällä erikoistuneita läpivientikoneita. Vaikka pinta-asennustekniikasta (SMT) on tullut valtavirtaa, läpivientitekniikka säilyttää merkityksensä monissa sovelluksissa sen ainutlaatuisten etujen vuoksi.

Läpireikäisen PCB-kokoonpanon keskeiset edut

1. Poikkeuksellinen mekaaninen lujuus ja luotettavuus

Läpivientikokoonpanon merkittävin etu on sen ylivoimainen mekaaninen liitäntä. Piirilevyn läpi kulkevat komponenttijohdot muodostavat juotosliitokset, jotka luovat kolmiulotteisen liitoksen, joka on paljon kestävämpi kuin pinta-asennuksen kaksiulotteinen liitos. Sovelluksissa, joissa vaaditaan mekaanisen rasituksen, tärinän tai iskujen kestävyyttä (kuten autoelektroniikassa, teollisuuslaitteissa ja ilmailu- ja avaruustuotteissa), läpirei'itetyt komponentit osoittavat vertaansa vailla olevaa luotettavuutta.

2.Erinomainen tehonkäsittelykyky

Läpireikäkomponentit tarjoavat tyypillisesti suurempi tehokapasiteetti. Koska johdot kulkevat levyn läpi ja yhdistyvät useisiin kuparikerroksiin, ne johtavat paremmin lämpöä ja kestävät suurempia virtoja. Tämän vuoksi THT sopii erinomaisesti suuritehoisiin sovelluksiin, kuten virtalähteisiin, moottorikäyttöihin ja vahvistimiin.

3.Kätevyys prototyyppien valmistuksessa ja korjauksessa

T&K- ja korjaustöiden aikana läpireikäkomponentit’ vaihdon helppous on korvaamaton. Insinöörit voivat helposti irrottaa ja vaihtaa komponentteja vahingoittamatta piirilevyä. Sitä vastoin pinta-asennettavien komponenttien (erityisesti hienojakoisten BGA-pakettien) vaihtaminen on paljon haastavampaa ja vaatii erikoislaitteita ja -taitoja.

4.Vakaus äärimmäisissä ympäristöissä

Läpireikäjuotosliitokset kestävät paremmin lämpösykliä ja ankarissa ympäristöolosuhteissa. Läpivientireiän täyttävän juotteen muodostama “pylväsmäinen” liitos kestää paremmin lämpölaajenemisjännitystä kuin SMT’n “meniski” juotosliitokset, mikä tekee siitä vakaamman sovelluksissa, joissa on huomattavia lämpötilan vaihteluita.

5.Ihanteellinen valinta suurille komponenteille

Liittimille, muuntajille, suurille elektrolyyttikondensaattoreille ja muille elektrolyyttikondensaattoreille. tilaa vievät komponentit, läpivientiasennus on usein ainoa käyttökelpoinen vaihtoehto. Näiden komponenttien painon ja koon vuoksi pinta-asennus ei ole riittävä mekaanisen lujuuden takaamiseksi.

Läpivientireikäasennuksen tekninen prosessi

1. PCB-suunnittelu ja poraus

Läpireikäkokoonpanon ensimmäinen vaihe on komponenttien sijoittelun määrittäminen ja reikäkuvion suunnittelu PCB-suunnittelun aikana. Kukin läpireikäinen komponentti vaatii halkaisijaltaan sopivan reiän, joka on tyypillisesti 0,1-0,3 mm suurempi kuin komponentin johto, jotta se on helppo asentaa. Nykyaikaiset piirilevysuunnitteluohjelmistot voivat tuottaa automaattisesti poratiedostoja, jotka ohjaavat CNC-porakoneita tarkkaa valmistusta varten.

2.Komponentin lisääminen

Komponenttien lisääminen voidaan suorittaa manuaalisesti or automaattisesti:

• Manuaalinen lisääminen: Operaattorit asettavat komponentit yksi kerrallaan materiaaliluettelon ja piirilevyn silkkipainomerkintöjen mukaisesti.
• Automaattinen lisäys:Käytetään aksiaalisia tai radiaalisia asetuskoneita komponenttien automaattiseen asettamiseen.

3.Juotosprosessit

On olemassa kaksi ensisijaista läpijuotosmenetelmää:

• Aaltojuottaminen: Piirilevyn pohja kulkee sulan juotosaallon yli, jolloin juote nousee kapillaarisesti täyttämään läpireiät.
• Manuaalinen juottaminen: Jokaisen liitoksen juottaminen erikseen juotosraudalla, sopii pieniin eriin tai korjaustöihin.

4.Puhdistus ja tarkastus

Juottamisen jälkeen, vuotojäämät on poistettava, minkä jälkeen tehdään tiukat laatutarkastukset, mukaan lukien:

• Juotosliitosten silmämääräinen tarkastus
• Automaattinen optinen tarkastus (AOI)
• Toiminnallinen testaus

Vertailu:Pinta-asennustekniikka

Vaikka pinta-asennustekniikasta (SMT) on tullut valtavirtaa, läpivientitekniikka säilyttää ainutlaatuisen arvonsa:

Käytännössä, sekakokoonpanotekniikka (THT:n ja SMT:n yhdistäminen) on yhä yleisempää, ja siinä hyödynnetään molempien lähestymistapojen vahvuuksia.

Top 5 Common Through-Hole PCB Assembly -ongelmat ja ratkaisut

Ongelma 1: Puutteellinen juotostäyttö läpivientirei'issä

Juurisyyt:

• Riittämätön juotoslämpötila
• Liian lyhyt juottamisen kesto
• Reiän halkaisijan ja lyijyn koon välinen epäsuhta
• Huono juotoksen juoksevuus

Ratkaisut:

1. Optimoi aaltojuottoparametrit: Pidennä kosketusaikaa 3-5 sekuntiin.
2. Varmista, että reiän halkaisija on 0,1-0,3 mm suurempi kuin johdon halkaisija.
3. Käytä sopivan aktiivista juoksevaa ainetta kostutettavuuden parantamiseksi.
4. Manuaalisessa juottamisessa on käytettävä “feed solder” -tekniikkaa reiän täydellisen täyttymisen varmistamiseksi.

Ongelma 2: Vaikea tai vaurioitunut komponentin asettaminen paikalleen

Juurisyyt:

• PCB-porauksen asennon poikkeama
• Reiän halkaisija on liian pieni
• Deformoitunut osa johtaa
• Virheellinen asetuskoneen kalibrointi

Ratkaisut:

1. Vahvistaa PCB-valmistuksen laadunvalvontaa poraustarkkuuden varmistamiseksi
2. Tarkista ja säädä asetuskoneen paikannusjärjestelmät säännöllisesti.
3. Suorita komponenttien lyijynmuodostus
4. Toteutetaan ensimmäisen artikkelin tarkastus ongelmien tunnistamiseksi ja korjaamiseksi nopeasti.

Ongelma 3: Juottosillat tai liiallinen juotos kokoonpanon jälkeen

Juurisyyt:

• Liian korkea juotoslämpötila
• Riittämätön virtausaktiivisuus
• Riittämätön komponenttiväli
• Virheellinen aallonkorkeus

Ratkaisut:

1. Säädä aaltojuottamisen parametrit: Alenna lämpötilaa tai lyhennä kosketusaikaa
2. Vaihda korkeampaan aktiivisuusvirtaan
3. Komponenttien asettelun optimointi kriittisen etäisyyden lisäämiseksi
4. Aallon korkeuden säätö 1/2-2/3 piirilevyn paksuudesta
5. Käytä olemassa olevia siltoja varten juotosvartaita tai uudelleenkäsittelytyökaluja.

Ongelma 4: Löysät komponentit tai virheasento juottamisen jälkeen

Juurisyyt:

• Komponentin epätäydellinen asettaminen
• Liian suuri etäisyys johtojen ja reikien välillä
• Turvaamattomat komponentit ennen juottamista
• Aaltojen aiheuttama siirtymä

Ratkaisut:

1. Varmista, että komponentit on asetettu kokonaan paikalleen ja että ne ovat samassa tasossa piirilevyn kanssa.
2. Käytä raskaille komponenteille väliaikaista liimaa ennen juottamista.
3. Optimoi aaltojuotoskiinnikkeen suunnittelu mekaanisten vaikutusten minimoimiseksi.
4. Toteutetaan prosessin aikainen tarkastus linjausongelmien havaitsemiseksi varhaisessa vaiheessa.

Ongelma 5: Lämpöherkkien komponenttien vahingoittuminen juottamisen aikana

Juurisyyt:

• Liian korkea juotoslämpötila
• Ei suojaa lämpöherkkiä komponentteja
• Pitkittynyt juottamisen kesto

Ratkaisut:

1. Käytä manuaalista juottamista herkille komponenteille, joissa on hallittu paikallinen lämmitys.
2. Käytä jäähdytyslevyjä tai lämpökiinnittimiä komponenttien suojaamiseksi.
3. Säädä juotosjärjestys – juota herkät komponentit viimeisenä.
4. Valitaan matalan lämpötilan juotosseokset (esim. Sn-Bi).
5. Käytä tarvittaessa jälkityöstöasemia paikallista lämmitystä varten.

Läpireikäisen PCB-kokoonpanon tulevat suuntaukset

Vaikka pinta-asennustekniikka hallitsee, läpivientikokoonpano kehittyy edelleen:

1. Suuren tiheyden läpivientireikä: Pienemmät reiät (0,2-0,3 mm) ja tarkempi poraus lisäävät kokoonpanotiheyttä.
2. Selektiiviset juotosjärjestelmät: Juottaa tarkasti vain sekatekniikkalevyjen läpireikäiset osat, mikä vähentää lämpörasitusta.
3. Lisääntynyt automaatio: Älykkäämmät automaattiset asetuskoneet ja tarkastusjärjestelmät parantavat läpimenoaikaa
4. Kehittyneet materiaalit: Korkean lämmönjohtavuuden piirilevymateriaalit ja uudet juotokset parantavat lämpösuorituskykyä.

Ammattimaisina PCB-kokoonpanijoina suosittelemme, että asiakkaat valitsevat sopivimman tekniikan tuotteen ominaisuuksien ja sovellusympäristön perusteella.Sovelluksissa, joissa vaaditaan korkeaa luotettavuutta, vahvoja mekaanisia liitoksia ja ylivoimaista tehonkäsittelyä, läpireikätekniikka on edelleen välttämätön.

Miksi valita läpireikäiset PCB-kokoonpanopalvelumme?

• 17 vuoden kokemus läpireikäkokoonpanosta ja tuhansista erilaisista malleista.
• Varustettu korkean tarkkuuden automaattisilla asetuskoneilla ja valikoivilla juotosjärjestelmillä.
• Tiukka laadunvalvontajärjestelmä, jossa vikamäärät ovat alle 0,1 %.
• Kattavat palvelut suunnittelun tuesta lopulliseen testaukseen.
• Joustava kapasiteetti prototyyppien valmistuksesta massatuotantoon

Olipa projektisi sitten pelkkää läpireikäkokoonpanoa tai sekatekniikkaa vaativa, suunnittelutiimimme tarjoaa asiantuntevaa neuvontaa ja laadukasta valmistusta. Ota meihin yhteyttä ilmaiseksi tekninen konsultointi ja tarjoukset.

Suositeltua lukemista

Pinta-asennustekniikka (SMT)