Сборка THT (Through-Hole Technology) это один из старейших и наиболее устоявшихся методов, применяемых в производстве электроники, основанный на установке выводов электронных компонентов в отверстия печатных плат (PCB). Несмотря на растущую популярность поверхностной cборки SMD в технологии SMT (Surface Mount Technology), cборка THT по-прежнему играет важную роль, особенно там, где требуется высокая механическая прочность, а также в приложениях с высокой мощностью, предназначенных для работы с высоким напряжением и большими токами.
➡️
Что такое cборка THT?
Сборка THT, также известнaя как сквознaя cборка, заключается в размещении выводов электронных компонентов в отверстиях на печатных платах PCB. Затем эти выводы паятся с обратной стороны платы, что обеспечивает надежное и прочное соединение. Этот способ cборки идеален для крупных компонентов, которые должны выдерживать значительные механические нагрузки, такие как разъемы.
Сборка THT в основном используется в производстве устройств, где стабильность соединений и их прочность являются ключевыми, таких как медицинское, автомобильное оборудование и в промышленных устройствах. Кроме того, cборка THT рекомендуется везде, где используются высокие напряжения и мощность. В таких приложениях компоненты THT являются предпочтительными, поскольку их большие размеры и расстояния между выводами снижают риск возникновения потенциальных разрядов (электрических дуг).
➡️
Виды компонентов THT
Сборка THT охватывает различные электронные компоненты, которые адаптированы для различных применений и обеспечивают различные функции в электронных цепях. Эти компоненты можно разделить на несколько категорий, каждая из которых имеет свои характерные особенности и применения:
- Радиальные компоненты – Радиальные компоненты — это элементы, выводы которых расположены только с одной стороны компонента. Радиальные компоненты чаще всего имеют цилиндрическую или дисковую форму. Типичными примерами радиальных компонентов являются электролитические конденсаторы, которые часто используются в приложениях, где требуется высокая емкость в компактной форме. Радиальные компоненты легко могут быть помещены в отверстия печатных плат, что делает их удобными для сборки.
- Аксиальные компоненты – Аксиальные компоненты характеризуются выводами, расположенными с обеих сторон элемента. Компоненты такой формы часто являются резисторами, керамическими конденсаторами и диодами. Аксиальные компоненты очень популярны в применениях THT, но часто требуют дополнительной формовки выводов перед установкой в cборканые отверстия печатной платы PCB.
- Компоненты odd-form – Компоненты odd-form (odd-form components) — это компоненты, имеющие нестандартные формы или размеры, что делает их cборку и использование отличающимися от стандартных элементов THT. Примером могут быть элементы, такие как разъемы и клеммные блоки, модули связи или катушки, трансформаторы и реле, которые при размещении в соответствующих местах на печатной плате PCB часто требуют индивидуального подхода к cборке, особенно автоматического, где необходимо использование специализированной осадочной машинy, предназначенной для компонентов odd-form.
➡️
Процесс cборки THT
1️⃣ Подготовка PCB – Первым шагом в процессе cборки THT является подготовка печатной платы. PCB должны быть тщательно очищены, чтобы удалить все загрязнения, которые могут повлиять на качество пайки. Используются различные методы, включая использование ультразвуковых моек, которые эффективно удаляют остатки химикатов, пыли и жира. Важно, чтобы на печатной плате PCB были отверстия с соответствующими диаметрами и расстоянием для беспроблемного cборкаа требуемых компонентов THT.
2️⃣ Размещение компонентов THT – Следующим этапом является размещение компонентов THT в отверстиях печатной платы PCB. В случае ручного cборкаа операторы тщательно помещают компоненты в соответствующие отверстия на PCB, заботясь о правильном расположении и полярности. В массовом производстве часто используются автоматические осадочные машины типа Inserter, которые точно формируют и обрезают выводы каждого компонента THT до требуемой длины и помещают так обработанные компоненты в отверстия печатных плат PCB.
Размещение компонентов THT должно быть точным, чтобы обеспечить корректное функционирование электронных схем. В случае возникновения ошибок, таких как неправильное расположение компонентов или неправильная полярность, это может привести к выходу устройства из строя.
3️⃣ Пайка THT – После размещения компонентов в отверстиях наступает стадия пайки. В процессе пайки THT используются различные методы, включая:
- Ручная пайка – Операторы используют электрические паяльники, чтобы точно соединить выводы компонентов с площадками THT на печатных платах PCB. Этот метод подходит для небольших серий производства, в ситуациях, когда необходимо выполнять исправления или когда методы автоматизации процесса пайки не подходят из-за специфики производимого устройства.
- Пайка на волне – В методе пайки волна печатная плата после плавления и предварительного нагрева погружается снизу в волну расплавленного припоя. Это позволяет производить быструю и качественную пайку, поэтому данный метод применяется на больших производственных партиях.
- Погружаемая пайка – Этот метод, также известный как "dip soldering", заключается в флюсовании печатной платы, предварительном подогреве и пайке путем погружения нижней стороны печатной платы PCB в ванне припоев. Это позволяет быстро получить качественные пайки, поэтому данный метод используется в средних сериях производства.
- Сквозная пайка в технологии THR (Through Hole Reflow) – Эта методика касается cборкой типа PIP / PIH (Pin-In-Paste / Paste-In-Hole), когда сначала наносится в отверстия THT печатной платы PCB, чаще всего с использованием трафаретной печати SMT. Затем устанавливаются компоненты THT, после чего панели PCB спаиваются в печи reflow. Благодаря этому компоненты THT и компоненты SMD монтируются в одном цикле пайки, что позволяет значительно сэкономить время и затраты. Этот метод особенно рекомендуется в смешанных схемах, в которых присутствуют как компоненты SMD, так и компоненты THT. Недостатком этого метода является влияние высокой температуры на весь компонент THT. Этот метод не может быть использован в случае компонентов THT, имеющих корпуса, чувствительные к высоким температурам.
4️⃣ Контроль качества cборки THT – После пайки THT важным шагом является контроль качества. Каждая печатная плата должна пройти процесс тестирования, чтобы можно было убедиться в правильности выполнения пайки. На этом этапе можно применить различные методы инспекции:
- Визуальная инспекция – Операторы проверяют, правильно ли размещены все компоненты и нет ли видимых дефектов.
- Автоматическая оптическая инспекция (AOI) – В AssemTec Europe мы используем современную 3D AOI систему, которая проверяет печатные платы PCB на наличие несоответствий, таких как отсутствие элементов, неправильное размещение, неправильные соединения или неправильно обозначенные компоненты.
- Электрические тесты – На этом этапе проводятся измерения напряжения, тока, проводимости и функциональные тесты, во время которых мы пытаемся воссоздать естественные условия работы устройства и протестировать все его функциональности.
5️⃣ Финализация производства THT – Последним шагом в процессе cборки THT является финализация производства. Этот этап включает в себя разделение панелей PCB на отдельные платы PCB, мойку плат PCB, дополнительные проверки качества, упаковку и подготовку к отправке. На финальном этапе может также проводиться окончательная сборка в корпусах. Кроме того, могут добавляться эмблемы или ярлыки, а также лазерная маркировка плат PCB и корпусов для повышения идентифицируемости конечного продукта.
➡️
Преимущества cборки THT
Сборка THT имеет множество преимуществ, которые делают его популярным решением в различных отраслях:
- Прочность соединений – Технология THT позволяет создавать прочные и долговечные соединения, которые маловеткие к механическим повреждениям и хорошо работают в приложениях, подверженных значительным механическим, тепловым или электрическим нагрузкам.
- Устойчивость к высоким температурам и напряжениям – Благодаря большим расстояниям между выводами, компоненты THT лучше, чем компоненты SMD, подходят для работы в условиях высоких напряжений. Компоненты THT из-за значительно больших размеров корпусов по сравнению с корпусами компонентов SMD могут также более эффективно рассеивать тепло, что имеет ключевое значение в случае мощных схем.
- Простота обслуживания – Благодаря большим размерам компонентов THT их замена или ремонт значительно проще и дешевле, чем у компонентов SMD.
➡️
Применения cборки THT
Сборка THT широко используется в областях, где требуются надежность, долговечность и устойчивость к высоким напряжениям, таких как:
- медицинское оборудование – медицинские изделия, такие как рентгеновские аппараты, требуют надежных соединений, адаптированных для работы при высоких напряжениях
- aвтомобильная промышленность – в транспортных средствах, где важны безопасность и надежность, а условия эксплуатации часто подвергают компоненты сильным вибрациям, cборка THT особенно популярен
- музыкальные инструменты – cборка THT в музыкальных инструментах обеспечивает долговечность и надежность, а также значительно упрощает последующее обслуживание устройств.
➡️
Сборка THT в AssemTec Europe
Сборка THT, несмотря на растущую популярность технологии SMT, по-прежнему играет важную роль в производстве электроники. Благодаря своим преимуществам, таким как высокая механическая прочность соединений, устойчивость к высоким напряжениям и большим токам, а также простота обслуживания, cборка THT является идеальным решением во многих отраслях.
Инвестируя в услуги cборки THT, Клиенты могут обеспечить себе прочные, надежные и высококачественные продукты. Внимание к деталям на каждом этапе производства обеспечивает удовлетворение пользователей и долговременную работу устройств.