Komponenty otworów przelotowych: Vintage Tech nadal kluczowy w PCB

Elementy z otworami przelotowymi to elementy elektroniczne z przewodami lub zaciskami wkładanymi do otworów wywierconych w: tablica PCB i lutowane w celu wykonania połączeń mechanicznych i elektrycznych. W pierwszych dniach, THT (Technologia otworów przelotowych) była główną technologią montażu PCB, ale w miarę jak poziom integracji współczesnych obwodów stale rośnie, komponenty staną się bardziej zwarte, a dzisiejsi inżynierowie elektronicy mają tendencję do wybierania mniejszych SMT (technologia montarzu powierzchniowego) składniki. Nie można jednak zaprzeczyć, że THT nadal zajmuje ważne miejsce w branży PCB ze względu na swoje zalety. W tym artykule, przedstawimy komponenty z otworami przelotowymi z różnych aspektów i przedstawimy pewne spostrzeżenia dotyczące wyboru pomiędzy komponentami SMD i komponentami z otworami przelotowymi. Kontynuujmy czytanie, aby znaleźć więcej!

Rodzaje komponentów z otworami przelotowymi

Elementy prowadzące osiowe

Elementy z wyprowadzeniami osiowymi mają wyprowadzenia rozciągające się z każdego końca części równolegle do jej osi. Typowymi przykładami są:

• Rezystory: Rezystor z otworem przelotowym zapewnia opór przepływowi prądu elektrycznego i ma przewody na każdym końcu, dzięki czemu można je łatwo wkładać przez otwory na płytce drukowanej.
• Kondensatory: Kondensatory z przewodami osiowymi przechowują i uwalniają energię elektryczną. Posiadają również przewody na każdym końcu do montażu przez otwór.
• Diody: Osiowe diody prowadzące umożliwiają przepływ prądu w jednym kierunku, i zazwyczaj mają przewody na obu końcach.

Promieniowe elementy prowadzące

Części z wyprowadzeniami promieniowymi mają przewody rozciągające się prostopadle do osi korpusu elementu. A poniższe komponenty często mają promieniowe przewody:

• Tranzystory: Do wzmacniania i przełączania służą tranzystory z promieniowymi wyprowadzeniami. Posiadają przewody po jednej stronie elementu do montażu przez otwór.
• układy scalone (Obwody scalone): Niektóre układy scalone są dostarczane w pakietach z promieniowymi przewodami. Są one mniej powszechne niż inne pakiety układów scalonych, ale nadal są używane w określonych zastosowaniach.

Układy scalone DIP

Podwójny pakiet (ZANURZAĆ) obwody scalone mają wyprowadzenia pinów wystające z obu długich boków prostokątnego plastikowego korpusu. Układy scalone DIP umożliwiają lutowanie przelotowe i płytki prototypowe.

Piny i złącza

• Kołki: Kołki z otworami przelotowymi mogą być wykorzystywane do różnych celów, takie jak tworzenie punktów testowych lub zapewnianie połączenia między płytkami PCB lub komponentami.
• Złącza: Złącza przelotowe służą do wykonania połączeń elektrycznych pomiędzy płytką drukowaną a urządzeniami zewnętrznymi. Występują w różnych postaciach, łącznie ze złączami D-sub, nagłówki pinów, i więcej.

Inne różne elementy z otworami przelotowymi obejmują bezpieczniki, cewki z koralikami ferrytowymi, transformatory, potencjometry, i przekaźniki. Unikalne geometryczne wyprowadzenia umożliwiają lutowanie przelotowe.

Przeczytaj nasz drugi blog, w którym znajdziesz wszystkie typy komponentów PCB: https://www.mokotechnology.com/komponenty-płytki-obwodowej/

Jak lutować elementy z otworami?

1. Przygotuj swoje miejsce pracy

Aby przygotować się do lutowania, Pierwszy, wyczyść części, które będziesz łączyć. Posługiwać się alkohol izopropylowy aby zmyć brud i kurz z przewodów i płytki drukowanej. Pozostaw wszystko do wyschnięcia na powietrzu lub delikatnie wytrzyj niestrzępiącą się szmatką. To szybkie czyszczenie pomaga lutowi lepiej przylegać, dzięki czemu można uzyskać solidność, trwałe połączenia.

2. Oczyść grot lutownicy

Przed lutowaniem należy oczyścić końcówkę żelazka. Podgrzej to, następnie ostrożnie przetrzyj go na gąbce zwilżonej wodą. Usuwa to wszelkie utlenianie i zanieczyszczenia, umożliwiając żelazkowi efektywne przenoszenie ciepła w celu uzyskania czystych lutów.

3. Wstaw komponent

Włóż przewody elementu z otworem przelotowym do odpowiednich otworów na płytce drukowanej.

4. Zegnij przewody (Jeśli potrzebne)

Jeśli komponent ma długie przewody, możesz je lekko wygiąć na zewnątrz po przeciwnej stronie płytki, aby utrzymać element na miejscu podczas lutowania.

5. Podgrzej staw

Umieść końcówkę żelazka tak, aby dotykała jednocześnie przewodu komponentu i płytki drukowanej. Upewnij się, że końcówka dotyka zarówno przewodu, jak i przewodu Podkładka PCB.

6. Zastosuj lut

Po podgrzaniu złącza (zazwyczaj w obrębie 2-3 sekundy), dotknij drutu lutowniczego do złącza. Lut powinien płynnie przepływać wokół złącza i pokrywać zarówno przewód, jak i podkładkę. Nie nakładać zbyt dużej ilości lutowia; zwykle wystarcza niewielka ilość.

7. Usuń lut i żelazo

Gdy lutowie wypłynie, najpierw odciągnij drut, potem żelazko. Trzymaj złącze w bezruchu przez kilka sekund, aż lut stwardnieje i zestali się. Ten czas chłodzenia jest kluczowy dla stworzenia mocnego, trwałe połączenie pomiędzy częściami. Don’t move the component or the board until the solder sets to avoid creating “cold joints.”

8. Sprawdź złącze

Sprawdź wzrokowo złącze lutowane, aby upewnić się, że wygląda na błyszczące, gładki, i równomiernie rozłożone. Prawidłowo lutowane złącze powinno mieć wklęsłość, lekko podwyższony wygląd.

9. Przytnij nadmiar przewodów

Jeśli potrzebne, użyj obcinaków do płaszczyzn, aby przyciąć nadmiar przewodów komponentów równo z płytką drukowaną. Podczas przycinania nadmiaru przewodów, zostaw trochę miejsca pomiędzy nacięciem a złączem lutowniczym. Podejście zbyt blisko grozi uszkodzeniem połączenia, które właśnie nawiązałeś.

10. Powtórz proces

Powtórz kroki 3 do 9 dla każdego elementu z otworem przelotowym na płytce drukowanej.

11. Wyczyść płytkę drukowaną (opcjonalny)

Po zakończeniu całego lutowania, rozważ uporządkowanie tablicy. Użyj alkoholu izopropylowego i małej szczoteczki lub wacika, aby delikatnie usunąć resztki topnika. Spowoduje to usunięcie zanieczyszczeń i pozostawienie połączeń lutowanych i płytki drukowanej w czystości.

12. Przetestuj obwód

Przed zamknięciem urządzenia lub jego włączeniem, dokładnie sprawdź połączenia lutowane i upewnij się, że nie ma mostków lutowniczych ani zwarć.

Wskazówki dotyczące postępowania z elementami z otworami przelotowymi w projekcie PCB

Oto kilka wskazówek, jak skutecznie uwzględnić części z otworami przelotowymi w następnym układzie płytki:

• Evaluate where through hole components make sense – Consider factors like cost, Czas montażu, potrzeby wymiany, i odporność na wibracje. W przypadku złączy preferowany może być otwór przelotowy, urządzenia zasilające, lub krytycznych komponentów.
• Get the hole size right – Follow manufacturer specifications for drill diameter. Zbyt mały zwiększa opór, i zbyt duży może mieć wpływ na jakość połączenia lutowanego. Pamiętaj, że podkładki są większe niż otwory.
• Mind the spacing – Leave adequate spacing between holes and traces for routing. Komponenty takie jak układy scalone DIP wymagają większej gęstości otworów. Zapoznaj się z arkuszami danych.
• Corner the market on stability – Place through hole parts near the corners and edges of boards whenever possible. Zapewnia to większą stabilność mechaniczną.
• 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, nawiasy, lub inne punkty mocowania, jeśli części z otworami przelotowymi są duże lub ciężkie.
• Protect hole plating – Specify plated through holes or edge plating. Unikaj wystawiania nieobrobionego materiału laminowanego, aby zapobiec utlenianiu.

Komponenty SMD VS z otworami przelotowymi

Różnica między komponentami SMD i przelotowymi

SMD (urządzenie do montażu powierzchniowego) komponenty mają przewody podłączane bezpośrednio do powierzchni płytek drukowanych, a nie przez otwory. I chociaż elementy otworów różnią się od nich:

1. Różne opakowania

Z częściami SMT, przewody są przylutowane bezpośrednio do metalowych podkładek na powierzchni płytki. Nie są potrzebne żadne dziury, wyeliminowanie wiercenia. Polecenia są zdefiniowane w układzie PCB tak, aby odpowiadały konfiguracji przewodów komponentu. Podkładki SMT są zwykle tworzone przy użyciu procesów powlekania panelowego lub powlekania wzorami. Części z otworami przelotowymi wymagają mechanicznego przewiercenia otworów w całym stosie warstw płyty. Przewody wkłada się do otworów i lutuje. Platerowane otwory przelotowe (PTH) następnie połącz podkładki po obu stronach przez ścianki otworu. PTH umożliwiają dostęp do lutu i kontrolę połączeń z obu stron.

2. Różne metody montażu

Montaż SMT wykorzystuje szybkie maszyny typu pick-and-place do precyzyjnego pozycjonowania komponentów na podkładkach. Części są obsługiwane przez małe dysze próżniowe i szybko umieszczane na powierzchni PCB. Lutowanie reflow następnie lutuje wszystkie podkładki jednocześnie. Cały proces jest wysoce zautomatyzowany i charakteryzuje się dużą wydajnością.

Wstawianie komponentów z otworem przelotowym, w przeciwieństwie, jest procesem sekwencyjnym. Przewody muszą być zorientowane i włożone do odpowiednich otworów. Istnieją zautomatyzowane maszyny do umieszczania, ale działają z mniejszą prędkością niż maszyny typu pick-and-place SMT. Są one również ograniczone do komponentów o stałych odstępach między przewodami. Nieregularne części z otworami przelotowymi często wymagają ręcznego wkładania przez operatorów za pomocą narzędzi takich jak pęseta.

3. Różne metody lutowania

Lutowanie SMD odbywa się za pomocą pieców rozpływowych, które równomiernie podgrzewają całą płytkę drukowaną. Płytka przechodzi przez strefy o kontrolowanej temperaturze, które jednocześnie podnoszą wszystkie pola i przewody powyżej temperatury topnienia lutu. Pasta lutownicza pomiędzy podkładkami i przewodami spływa razem, następnie ochładza się w celu zestalenia połączeń. Proces równoległy jest skuteczny w przypadku produkcji SMT na dużą skalę.

Lutowanie przewlekane jest tradycyjnie wykonywane przez lutowanie na fali lub lutowanie ręczne. Lutowanie na fali przepuszcza płytki przez falę stopionego lutu, umożliwiając wnikanie cieczy do każdego platerowanego otworu przelotowego. Lutowanie ręczne wykorzystuje żelazko lub stację lutowniczą do podgrzewania poszczególnych połączeń w celu wprowadzenia ołowiu i działania kapilarnego. Obydwa działają sekwencyjnie na każdym połączeniu.

Zalety SMD

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.

Zalety otworu przelotowego

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

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.

Rozważania przy wyborze typu komponentu

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, zaszokować, i lepsze nawilżenie.

Ocena kompromisów, takich jak rozmiar, montaż, potrzeby inspekcji, i warunki pracy pomagają określić najlepszy typ komponentu dla danego zastosowania.

Słowa końcowe

Chociaż części z otworami przelotowymi mogą wydawać się przestarzałe, nadal pełnią istotne funkcje w nowoczesnych płytkach drukowanych. Ta dojrzała technologia pozostaje użyteczna dzięki swojej prostocie i niezawodności. Przy odpowiednich rozważaniach projektowych i montażowych, części przewlekane można skutecznie łączyć z nowocześniejszymi komponentami SMT. Zrozumienie profesjonalistów, Cons, i najlepsze praktyki są kluczem do maksymalnego wykorzystania technologii otworów przelotowych. Z tym podsumowaniem podstaw elementów z otworami przelotowymi, teraz lepiej rozumiesz, jak zintegrować je w pliku projekt płytki drukowanej. Zastosowanie tej wiedzy może prowadzić do skuteczniejszego wykorzystania tych sprawdzonych części w następnym projekcie.