Wat is Through-Hole PCB-assemblagetechnologie?
Through-Hole Technology (THT) is een traditionele methode voor het monteren van elektronische componenten op printplaten (PCB's). Bij deze techniek moeten de draden van de componenten door voorgeboorde gaten in de printplaat worden geleid en vervolgens aan de andere kant worden gesoldeerd en vastgezet. Als een professionele PCB-assemblage fabrikant begrijpen we dat de through-hole technologie nog steeds een onvervangbare rol speelt in de moderne productie van elektronica.
Through-hole technologie kan worden onderverdeeld in handmatige assemblage en geautomatiseerde assemblage. Handmatige assemblage is geschikt voor kleine series of prototypes, terwijl geautomatiseerde assemblage een zeer efficiënte massaproductie mogelijk maakt met behulp van gespecialiseerde insteekmachines. Hoewel surface mount technology (SMT) mainstream is geworden, blijft through-hole technologie belangrijk in veel toepassingen vanwege de unieke voordelen.
Belangrijkste voordelen van PCB-assemblage met doorvoeropeningen
1. Uitzonderlijke mechanische sterkte en betrouwbaarheid
Het meest opvallende voordeel van doorlopende assemblage is dat het superieure mechanische verbinding. Componentdraden die door de printplaat lopen, vormen soldeerverbindingen die een driedimensionale verbinding vormen die veel robuuster is dan de tweedimensionale verbinding van oppervlaktemontage. Voor toepassingen die bestand moeten zijn tegen mechanische spanning, trillingen of schokken (zoals auto-elektronica, industriële apparatuur en ruimtevaartproducten) bieden doorlopende componenten een ongeëvenaarde betrouwbaarheid.
2.Uitstekend vermogen
Doorlopende componenten bieden meestal hogere stroomcapaciteit. Omdat de draden door de printplaat lopen en verbonden zijn met meerdere koperlagen, zorgen ze voor een betere warmteafvoer en kunnen ze grotere stromen aan. Dit maakt THT ideaal voor toepassingen met een hoog vermogen, zoals voedingen, motoraandrijvingen en versterkers.
3.Gemak voor prototyping en reparatie
Tijdens R&D en reparatiewerkzaamheden kunnen doorvoercomponenten’ gemak van vervanging is van onschatbare waarde. Ingenieurs kunnen gemakkelijk componenten desolderen en vervangen zonder de printplaat te beschadigen. Het vervangen van opbouwcomponenten (vooral BGA-pakketten met fijne pitch) is daarentegen veel uitdagender en vereist gespecialiseerde apparatuur en vaardigheden.
4.Stabiliteit in extreme omgevingen
Doorgaande soldeerverbindingen beter bestand tegen thermische cycli en zware omgevingsomstandigheden. De “zuilvormige” verbinding die wordt gevormd door soldeer dat het doorvoergat vult, is beter bestand tegen thermische expansiestress dan SMT’s “meniscus” soldeerverbindingen, waardoor deze stabieler zijn in toepassingen met aanzienlijke temperatuurschommelingen.
5.Ideale keuze voor grote onderdelen
Voor connectoren, transformatoren, grote elektrolytische condensatoren en andere omvangrijke onderdelenis montage door middel van gaten vaak de enige haalbare optie. Door het gewicht en de afmetingen van deze componenten is opbouwmontage niet geschikt om voldoende mechanische sterkte te bieden.
Technisch proces van montage door gaten
1. PCB-ontwerp en boren
De eerste stap in doorlopende assemblage is het bepalen van de plaatsing van componenten en het gaatjespatroon ontwerpen tijdens het PCB-ontwerp. Voor elk doorvoergatonderdeel is een gat met een geschikte diameter nodig, meestal 0,1-0,3 mm groter dan de afleiding van het onderdeel om het gemakkelijk te kunnen plaatsen. Moderne PCB-ontwerpsoftware kan automatisch boorbestanden genereren om CNC-boormachines te leiden voor nauwkeurige fabricage.
2.Component invoegen
Componenten kunnen worden toegevoegd handmatig or automatisch:
- Handmatig plaatsen: Operators plaatsen componenten één voor één volgens de stuklijst en PCB silkscreen markeringen.
- Automatisch plaatsen:Gebruikt axiale of radiale inbrengmachines om onderdelen automatisch te plaatsen.
3.Soldeerprocessen
Er zijn twee primaire soldeermethoden:
- Golfsolderen: De printplaatbodem passeert over een gesmolten soldeergolf, waarbij het soldeer door capillaire werking opstijgt om de doorvoergaten te vullen.
- Handmatig solderen: Soldeer elke verbinding afzonderlijk met een soldeerbout, geschikt voor kleine series of reparatiewerkzaamheden
4.Reiniging en inspectie
Na het solderen, fluxresten moeten worden verwijderdgevolgd door strenge kwaliteitsinspecties, waaronder:
- Visuele controle van soldeerverbindingen
- Geautomatiseerde optische inspectie (AOI)
- Functioneel testen
Vergelijking:Technologie voor doorvoer- en opbouwmontage
Hoewel surface mount technologie (SMT) mainstream is geworden, behoudt through-hole technologie haar unieke waarde:
| Kenmerk | Doorgaand gat (THT) | Opbouw (SMT) |
|---|
| Mechanische sterkte | Zeer hoog | Matig |
| Vermogen | Hoog | Laag tot gemiddeld |
| Assemblage Dichtheid | Laag | Hoog |
| Hoogfrequente prestaties | Gemiddeld | Uitstekend |
| Productiekosten | Hoger | Onder |
| Moeilijkheid met repareren | Gemakkelijk | Moeilijk |
| Geschikte onderdelen | Groot, hoog vermogen | Miniatuur, zeer geïntegreerd |
In de praktijk, gemengde assemblagetechnologie (een combinatie van THT en SMT) komt steeds vaker voor en maakt gebruik van de sterke punten van beide benaderingen.
Top 5 Veelvoorkomende Through-Hole PCB-assemblage problemen en oplossingen
Probleem 1: onvolledige soldeervulling in doorvoergaten
Onderliggende oorzaken:
- Onvoldoende soldeertemperatuur
- Te korte soldeertijd
- Mismatch tussen gatdiameter en afleidingsdiameter
- Slechte soldeervloeibaarheid
Oplossingen:
- Optimaliseer de parameters voor golfsolderen: Verhoog de soldeertemperatuur tot 250-260°C, verleng de contacttijd tot 3-5 seconden
- Zorg ervoor dat de gatdiameter 0,1-0,3 mm groter is dan de diameter van het lood.
- Gebruik vloeimiddelen met de juiste activiteit om de bevochtigbaarheid te verbeteren
- Gebruik voor handmatig solderen de “toevoersoldeer” techniek om de gaten volledig te vullen.
Probleem 2: Moeilijke of beschadigde plaatsing van onderdelen
Onderliggende oorzaken:
- PCB boor positie afwijking
- De gatdiameter is te klein
- De vervormde component leidt
- Verkeerde kalibratie van de inbrengmachine
Oplossingen:
- Versterk de kwaliteitscontrole van de PCB-productie om de boornauwkeurigheid te garanderen
- Regelmatig de positioneersystemen van inbrengmachines controleren en afstellen
- Loodvormen uitvoeren op componenten
- Inspectie van het eerste artikel uitvoeren om problemen snel te identificeren en te corrigeren
Probleem 3: soldeeroverbrugging of te veel soldeer na assemblage
Onderliggende oorzaken:
- Te hoge soldeertemperatuur
- Onvoldoende fluxactiviteit
- Onvoldoende afstand tussen onderdelen
- Onjuiste golfhoogte
Oplossingen:
- Pas de parameters voor golfsolderen aan: Temperatuur verlagen of contacttijd verkorten
- Overschakelen naar een hogere activiteitsstroom
- Optimaliseer de lay-out van componenten om de kritische afstand te vergroten
- Controlegolfhoogte tot 1/2-2/3 van PCB-dikte
- Gebruik voor bestaande bruggen een soldeerlont of herbewerkingsgereedschap
Probleem 4: losse onderdelen of verkeerde uitlijning na het solderen
Onderliggende oorzaken:
- Onvolledige plaatsing van onderdelen
- Te veel speling tussen draden en gaten
- Onbeveiligde onderdelen vóór het solderen
- Golfimpact die verplaatsing veroorzaakt
Oplossingen:
- Zorg ervoor dat de componenten volledig zijn geplaatst en vlak liggen met de printplaat.
- Gebruik voor zware onderdelen een tijdelijke lijm voor het solderen
- Optimaliseer het ontwerp van de golfsoldeeropstelling om de mechanische impact te minimaliseren
- In-procesinspectie implementeren om problemen met uitlijning in een vroeg stadium op te sporen
Probleem 5: Beschadiging van warmtegevoelige componenten tijdens het solderen
Onderliggende oorzaken:
- Te hoge soldeertemperatuur
- Geen bescherming voor warmtegevoelige onderdelen
- Langere soldeertijd
Oplossingen:
- Gebruik handmatige soldering voor gevoelige componenten met gecontroleerde plaatselijke verwarming
- Breng koellichamen of thermische klemmen aan om componenten te beschermen
- Pas de soldeervolgorde aan – soldeer gevoelige componenten als laatste
- Soldeerlegeringen voor lage temperaturen selecteren (bijvoorbeeld Sn-Bi)
- Gebruik waar nodig nabewerkingsstations voor plaatselijke verwarming
Toekomstige trends in printplaatassemblage met doorvoeropeningen
Hoewel de surface mount technologie domineert, blijft de through-hole assemblage zich ontwikkelen:
- Doorvoer met hoge dichtheid: Kleinere gaten (0,2-0,3 mm) en preciezer boren verhogen de montagedichtheid
- Selectieve soldeersystemen: Nauwkeurig solderen van delen met doorlopende gaten op printplaten met gemengde technologieën, waardoor minder thermische stress optreedt
- Verhoogde automatisering: Slimmere automatische invoegmachines en inspectiesystemen verbeteren doorvoer
- Geavanceerde materialen: PCB-materialen met hoge thermische geleidbaarheid en nieuw soldeer verbeteren de thermische prestaties
Als professionele printplaatassembleurs raden we klanten aan de meest geschikte technologie te kiezen op basis van productkenmerken en toepassingsomgeving.Voor toepassingen die een hoge betrouwbaarheid, sterke mechanische verbindingen en superieure stroomverwerking vereisen, blijft de through-hole technologie onmisbaar.
Waarom kiezen voor onze Through-Hole PCB Assembly Services?
- 17 jaar ervaring met doorlopende assemblage met duizenden verschillende ontwerpen
- Uitgerust met zeer nauwkeurige automatische invoegmachines en selectieve soldeersystemen
- Streng kwaliteitscontrolesysteem met defectpercentages onder 0,1%
- Uitgebreide services van ontwerpondersteuning tot eindtesten
- Flexibele capaciteit van prototyping tot massaproductie
Of uw project nu puur doorlopende assemblage of gemengde technologie vereist, ons engineeringteam biedt deskundig advies en hoogwaardige productie. Neem gratis contact met ons op technisch advies en offertes.
Aanbevolen lectuur
SMT (Surface Mount Technology)