Výroba sestav s vedením otvorů

Co je montáž desky plošných spojů pomocí průchozích děr?

Montáž pomocí průchozích děr je tradiční proces výroby elektroniky, při kterém se součástky s kovovými vývody vkládají do předvrtaných otvorů na desce plošných spojů (DPS) a pájí na opačné straně . Na rozdíl od povrchové montážní technologie (SMT) jsou součástky THT fyzicky ukotveny skrz DPS, což je činí ideálními pro aplikace vyžadující mechanickou stabilitu a odolnost vůči vysokému výkonu.

Základní vlastnosti montáže THT

· Návrh součástek: Součástky THT mají dlouhé, tuhé vývody, které procházejí otvory na desce plošných spojů a vytvářejí tak pevné mechanické spojení.

· Metody pájení:

Vlnové pájení: Automatizovaný proces pro výrobu velkých sérií – desky plošných spojů procházejí nad vlnou roztaveného cínu, při které se současně spojí všechny vývody.

Ruční pájení: Používá se pro výrobu malých sérií, sestavování prototypů nebo u velkých/neobvykle tvarovaných součástek, které nelze spojovat vlnovou pájkou.

· Mechanická pevnost: Vložení součástek skrz otvory a jejich olovění vytváří pevné spojení odolné proti vibracím, nárazům a mechanickému namáhání.

· Odvod výkonu: Součástky technologie THT jsou optimalizovány pro aplikace s vysokým proudem a vysokým napětím díky větší velikosti vývodů a lepšímu odvodu tepla.

Klíčové kroky procesu montáže THT

· Příprava součástek : Zkrácení vývodů součástek na správnou délku (je-li to nutné) pro zasunutí do desky plošných spojů.

· Vkládání: Umístění vývodů součástek do předvrtaných otvorů na desce plošných spojů (ručně u prototypů, automaticky pomocí vkládacích strojů u sériové výroby).

Pájení:

Vlnové pájení: Deska plošných spojů (s vloženými součástkami) je převedena přes vlnu cínu, která pokryje odkryté vývody a plošky, čímž vytvoří trvalé spojení.

Ruční pájení: Použijte pájecí pásku k nanášení cínu na jednotlivé vývody pro přesná, individuální připojení.

· Zkrácení a čištění: Po zapajení odřízněte nadbytečnou délku vývodů; desku plošných spojů vyčistěte, abyste odstranili zbytky pájecího přípravku (klíčové pro spolehlivost a soulad s normami).

· Kontrola a testování: Vizuální kontrola (nebo automatická rentgenová kontrola u skrytých spojů) za účelem zjištění chladnutých pájených spojů, můstků nebo nesprávně umístěných součástek; funkční testování pro ověření výkonu.

Výhody montáže THT

· Vyšší mechanická stabilita: Ideální pro aplikace vystavené vibracím nebo častému zapojování/odpojování.

· Kompatibilita s vysokým výkonem/vysokým napětím: Zvládá vyšší proud a napětí než většina SMD součástek, což je klíčové pro napájecí zdroje, průmyslové ovládací panely a automobilové bateriové systémy.

· Snadná oprava a předělání: Poškozené součástky lze snadno odstranit a nahradit (není potřeba specializované zařízení pro reflow), čímž se snižuje prostoj kritických systémů.

· Spolehlivost v náročných prostředích: Odolný vůči extrémním teplotám, vlhkosti a chemickému působení (vyhovuje normám jako IEC 60335 pro průmyslové použití, IATF 16949 pro automobilový průmysl).

Aplikace specifické pro daný průmyslový obor

THT vs. SMT: Klíčové rozdíly

Proč volit montáž desek plošných spojů se smontovanými díly?

Volba montáže součástek s použitím otvorů na desce plošných spojů (THT) je strategická pro aplikace, kde jsou mechanická odolnost, schopnost zpracovávat vysoký výkon a dlouhodobá spolehlivost nepostradatelné – zejména v odvětvích medicínském, průmyslové automatizace, automobilovém a spotřební elektronice. Níže jsou uvedeny hlavní důvody pro výběr THT, přizpůsobené zaměření vaší firmy:

Nepřekonatelná mechanická odolnost pro náročné prostředí

Součástky THT jsou fyzicky upevněny prostřením otvorů na desce plošných spojů a na opačné straně připájeny, čímž vzniká mnohem pevnější spojení než u povrchově montovaných součástek (SMD). To činí THT ideální pro:

· Aplikace náchylné na vibrace/otřesy: Automobilové podvozky, průmyslová robotika a venkovní zařízení (vyhovuje normám IATF 16949 a IEC 60335).

· Časté zapojuvání/odpojování: Výkonné konektory, audio zásuvky a průmyslové svorkovnice (odolné proti opotřebení způsobenému opakovaným používáním).

· Náročné provozní podmínky: Extrémy teplot, vlhkost nebo vystavení chemikáliím.

Vynikající výkon při vysokém výkonu/vysokém napětí

THT součástky jsou navrženy tak, aby vydržely vyšší proud, napětí a tepelné zatížení než většina SMD součástek, což je kritické pro:

· Napájecí systémy: Průmyslové zdroje, napájecí jednotky lékařských přístrojů (MRI/CT skenery) a svorky automobilových baterií.

· Zařízení s vysokým napětím: Průmyslové řídící panely, systémy VZT a komponenty nabíjecích zařízení pro elektrická vozidla (EV).

· Správa tepla: Větší rozměr součástek a přímé uchycení na desce plošných spojů umožňují lepší odvod tepla, čímž se snižuje riziko poruch u systémů s nepřetržitým provozem.

Snadná oprava, přestavba a údržba

Konstrukce THT zjednodušuje servis po výrobě – klíčová výhoda pro kritické zařízení:

· Nákladově efektivní opravy: Poškozené součástky lze rychle nahradit bez specializovaného vybavení pro přetavení, čímž se minimalizuje výpadek provozu.

· Flexibilita prototypů: Ideální pro nízkosériové prototypy nebo speciální konstrukce, kde jsou běžné manuální úpravy a výměna součástek.

· Podpora dlouhodobého životního cyklu: THT součástky jsou často snadno dostupné pro starší systémy, což zajišťuje dlouhodobou údržbatelnost.

Shoda s odvětvovými bezpečnostními normami

THT splňuje přísné předpisy týkající se bezpečnosti a spolehlivosti:

· Medicína: Splňuje normy ISO 13485 a FDA 21 CFR část 820 pro kritické napájecí připojení v diagnostických přístrojích a chirurgických nástrojích.

· Průmyslová regulace: Dodržuje normy UL 508 a IEC 60335 pro svorkovnice pro vysoké napětí a řídicí jednotky motorů.

· Automobilový průmysl: Splňuje požadavky IATF 16949 pro součástky odolné vůči vibracím a bezpečně kritické systémy.

Kompatibilita se smíšenou montáží (THT + SMT)

THT doplňuje SMT při řešení složitých konstrukčních výzev:

· Použijte THT pro vysokovýkonové/durabilní součástky a SMT pro miniaturizované obvody na stejné DPS.

· Vyvážení nákladů a výkonu: THT zpracovává speciální, malosériové, vysokovýkonové díly, zatímco SMT zajišťuje automatizovanou výrobu standardních komponentů.

Spolehlivost pro bezpečnostně kritické aplikace

Odolné spoje THT snižují riziko poruch v systémech, kde mají výpadky nebo poruchy závažné následky:

· Médicínské zařízení: Napájecí připojení pro monitory pacientů a vybavení pro podporu života.

· Průmyslová automatizace: Systémy nouzového zastavení a řídicí moduly robotů.

· Automobilový průmysl: Snímače brzdového systému a svorky systému řízení baterií (BMS).

Skládání desek plošných spojů sepnutím otvoru (THT) je definováno výraznými vlastnostmi, které jej činí nahraditelným pro aplikace vyžadující mechanickou odolnost, zpracování vysokého výkonu a dlouhodobou spolehlivost. Níže je strukturovaný přehled jeho základních vlastností, sladěných s obory medicíny, průmyslové regulace, automobilového průmyslu a spotřební elektroniky:

Mechanická pevnost a odolnost

Upevněný konstrukční design: Komponenty jsou vsunuty do otvorů na desce plošných spojů a na opačné straně připájeny, čímž vznikne tuhý mechanický spoj (mnohem pevnější než u povrchově montovaných součástek). Tento spoj odolává vibracím, nárazům a fyzickému namáhání – klíčové pro:

Automobilové podvozky (shoda s IATF 16949 pro odolnost proti vibracím).

Průmyslová robotika a venkovní zařízení (odolnost proti častému pohybu/nárazům).

Konektory lékařských přístrojů (odolnost pro opakované cykly sterilizace).

Odolnost proti opotřebení: Přesnostní spojky a svorky uchycené průchozími dírami odolávají častému zapojování a odpojování.

Vysoký výkon a vysoké napětí

Odolnost proti vysokému proudu/napětí: Větší vývody součástek a pájené spoje umožňují technologii THT podporovat aplikace s vysokým proudem (10 A a více) a vysokým napětím (1000 V a více), na rozdíl od většiny SMD součástek:

Průmyslové zdroje napájení a řídicí jednotky motorů (transformátory/rezistory velkého výkonu).

Automobilové bateriové systémy EV (svorky a pojistky pro vysoké napětí).

Lékařské přístroje MRI/CT skenery (součástky pro převod vysokého napětí).

Vynikající tepelné odvádění: Větší velikost součástek a přímé uchycení na desku plošných spojů usnadňují odvod tepla, čímž se snižuje riziko přehřátí u systémů pracujících nepřetržitě.

Snadná ruční montáž, oprava a dodatečná úprava

· Přístupné pájení: THT součástky jsou viditelné a snadno ručně pájivé – ideální pro nízkodotované prototypy, vlastní sestavy nebo opravy na místě.

· Zjednodušená výměna součástek: Poškozené součástky lze odstranit a nahradit bez specializovaného vybavení pro přetavení, čímž se minimalizuje výpadek provozu u kritických systémů.

· Kompatibilita se staršími systémy: THT součástky jsou široce dostupné pro starší zařízení, což zajišťuje dlouhodobou údržbatelnost.

Spolehlivost v náročných prostředích

· Odolnost vůči prostředí: THT sestavy spolehlivě fungují v extrémních podmínkách:

Extrémní teploty (-40 °C až 150 °C) pro automobilové systémy pod kapotou.

Vlhkost/prach (krytí IP65/IP67) pro venkovní průmyslové senzory.

Vystavení chemikáliím (oleje, rozpouštědla) u výrobního zařízení.

· Stabilní elektrický výkon: Méně náchylné k rušení EMI/RFI v rušných průmyslových prostředích.

Dodržování přísných průmyslových norem

· Certifikace pro bezpečnostně kritické aplikace: THT splňuje předpisy pro spolehlivost a bezpečnost:

Medicína: ISO 13485 a FDA 21 CFR Part 820.

Průmyslový: UL 508 a IEC 60335.

Automobilový průmysl: IATF 16949.

· Sledovatelnost: Komponenty pro otvory jsou snazší ke kontrole a ověření shody.

Kompatibilita se smíšenou montáží (THT + SMT)

· Flexibilita hybridního návrhu: THT se bezproblémově integruje se SMT na stejné desce plošných spojů, čímž kombinuje:

THT pro vysokovýkonové / odolné komponenty.

SMT pro miniaturizované obvody.

· Optimalizace nákladů: Vyvážený přístup mezi možností výroby malých sérií s THT a efektivitou sériové výroby pomocí SMT.

Jednoduchá kontrola a zajištění kvality

· Vizuální ověřitelnost: Pájené spoje jsou viditelné (na rozdíl od skrytých SMD spojů), což umožňuje rychlou vizuální kontrolu nebo automatickou optickou inspekci (AOI) kvůli detekci vad (studené pájené spoje, můstky).

· Přístupnost testování: Vývody komponent pro otvory je snadné prozkoumat pro funkční testování.