Pločice s tiskanim krugovima s provučenim kontaktima

Sastavljanje PCB-a kroz rupu je tradicionalni proces izrade elektronike kod kojeg se komponente s metalnim izvodima umetnu kroz unaprijed bušene rupe na tiskanoj ploči (PCB) i zaliju na suprotnoj strani (bilo valnim

lemljenjem ili ručnim lemljenjem). Za razliku od tehnologije površinskog montiranja (SMT), THT komponente fizički su sidrene kroz ploču, zbog čega su idealne za primjene koji zahtijevaju mehaničku stabilnost i visoku snagu.

Osnovna obilježja THT sastavljanja

· Dizajn komponenti: THT komponente imaju dugačke, krute izvode koji prolaze kroz rupe na ploči, stvarajući jaku mehaničku vezu.

· Metode lemljenja:

Lemljenje talasom: Automatizirani proces za proizvodnju velikih serija – pločice s tiskanim spojevima prolaze preko vala rastopljenog lema kako bi se istovremeno spojili svi vodovi.

Ručno lemljenje: Koristi se za proizvodnju manjih serija, izradu prototipova ili za velike/nestandardne komponente koje se ne mogu lemiti valnim lemljenjem.

· Mehanička čvrstoća: Ugradnja kroz rupe i lemljenje stvara čvrstu vezu otpornu na vibracije, udarce i mehanička opterećenja.

· Prijenos snage: THT komponente optimizirane su za primjenu s visokom strujom i naponom zbog većih izvoda i boljeg odvođenja topline.

Ključni koraci procesa ugradnje THT

· Priprema komponenti : Skraćivanje izvoda komponenti na odgovarajuću duljinu (ako je potrebno) za ugradnju na pločicu.

· Ugradnja: Provedite vodove komponenti kroz unaprijed izbušene rupe na tiskanoj ploči (ručno za prototipove, automatizirano s uređajima za umetanje kod serijske proizvodnje).

Lemljenje:

Lemljenje talasom: Tiskana ploča (s umetnutim komponentama) prelazi preko vala lema koji pokriva otkrivene vodove i padove kako bi stvorio trajnu vezu.

Ručno lemljenje: Koristite lemilicu za nanošenje lema na pojedinačne vodove radi preciznih, prilagođenih spojeva.

· Rezanje i čišćenje: Odrežite višak duljine vodova nakon lemljenja; očistite tiskanu ploču kako biste uklonili ostatke fluxa (ključno za pouzdanost i sukladnost).

· Kontrola i testiranje: Vizualna kontrola (ili automatizirana rendgenska kontrola za skrivene spojeve) radi provjere hladnih lemnih spojeva, mostova ili nepravilno poravnatih komponenti; funkcionalno testiranje radi potvrde rada.

Prednosti THT montaže

· Nadmoćna mehanička stabilnost: Idealno za primjene koje su podložne vibracijama ili čestom spajanju/odvajanju.

· Kompatibilnost s visokom snagom/visokim naponom: Podnosi veće struje i napone od većine SMD komponenti, što je ključno za izvore napajanja, industrijske kontrolne ploče i automobilske baterijske sustave.

· Jednostavnost popravka i prerade: Oštećene komponente mogu se lako ukloniti i zamijeniti (nema potrebe za specijaliziranom opremom za ponovno topljenje), čime se smanjuje vrijeme prostoja kod kritičnih sustava.

· Pouzdanost u teškim uvjetima: Otporan na ekstremne temperature, vlagu i kemijsko djelovanje (u skladu sa standardima kao što su IEC 60335 za industrijsku uporabu, IATF 16949 za automotive).

Primjena u specifičnim industrijama (usklađeno s ključnim sektorima)

THT naspram SMT: Ključne razlike

Zašto odabrati sastavljanje PCB-a kroz rupu?

Odabir montaže kroz rupe na ploči za tiskane sklopove (THT) je strateški izbor za aplikacije u kojima su mehanička čvrstoća, obrada visoke snage i dugoročna pouzdanost neumitni — posebno u medicinskim, industrijskim kontrolnim, automobilskim i

sektorima potrošačke elektronike. Ispod su navedeni ključni razlozi za odabir THT-a, prilagođeni vašem poslovnom fokusu:

Nepremostiva mehanička izdržljivost za visoko opterećena okruženja

THT komponente fizički su sidrirane kroz rupe na ploči za tiskane sklopove i zaljepljene na suprotnoj strani, stvarajući znatno jaču vezu od površinski montiranih uređaja (SMD). Zbog toga je THT idealan za:

· Aplikacije podložne vibracijama/udarima: Automobilske komponente šasija, industrijski roboti i vanjska oprema (u skladu sa standardima IATF 16949 i IEC 60335).

· Često spajanje/odvajanje: Priključnici za napajanje, audio priključci i industrijski priključni blokovi (otporni na habanje uzrokovano ponovljenom uporabom).

· Teški uvjeti rada: Ekstremne temperature, vlaga ili izloženost kemikalijama (npr. podmotorne instalacije u automobilima, industrijske tvorničke podove).

Izuzetan učinak pri visokom naponu/visokoj snazi

THT komponente konstruirane su za veće struje, napone i toplinske opterećenja od većine SMD-a, što je kritično za:

· Energetske sustave: Industrijske izvore napajanja, energetske jedinice medicinskih uređaja (MRI/CT skeneri) i automobilske baterijske priključnice.

· Opremu s visokim naponom: Industrijske kontrolne ploče, HVAC sustave i komponente za punjenje električnih vozila (EV).

· Upravljanje temperaturom: Veća veličina komponenti i izravno postavljanje na tiskanu ploču omogućuju bolje rasipanje topline, smanjujući rizik od kvarova u sustavima s kontinuiranim radom.

Jednostava popravka, prerada i održavanje

THT-ov dizajn pojednostavljuje servisiranje nakon proizvodnje — ključna prednost za opremu koja je kritična za misiju:

· Profitabilni popravci: Oštećeni komponenti (npr. industrijski transformatori, spojnice medicinskih uređaja) mogu se brzo zamijeniti bez specijalizirane opreme za ponovno topljenje, čime se smanjuje vrijeme nedostupnosti.

· Fleksibilnost prototipa: Idealan za prototipove male serije ili prilagođene izvedbe, gdje su ručne prilagodbe i zamjena komponenata uobičajene.

· Podrška tijekom dugog vijeka trajanja: THT komponente češće su dostupne za starije sustave (npr. industrijska oprema s vijekom trajanja od 10 ili više godina), osiguravajući kontinuiranu održivost.

Sukladnost s sigurnosnim standardima specifičnima za industriju

THT zadovoljava stroge regulatorne zahtjeve za sigurnošću i pouzdanosti:

· Medicinski: Ispunjava zahtjeve ISO 13485 i FDA 21 CFR Dio 820 za kritične priključke napajanja u dijagnostičkoj opremi i kirurškim instrumentima.

· Industrijska kontrola: U skladu s UL 508 i IEC 60335 za blokove priključnih vodova visokog napona i kontrolere motora.

· Automobilski: Prati IATF 16949 za komponente otporne na vibracije (npr. priključnici za kabelske snopove motora) i sigurnosno kritične sustave.

Kompatibilnost s mješovitom montažom (THT + SMT)

THT dopunjuje SMT kako bi riješio složene projektne izazove:

· Koristite THT za komponente visoke snage/velike izdržljivosti (npr. automobilske priključnice za napajanje) i SMT za minijaturiziranu elektroniku (npr. module ADAS-a) na istoj tiskanoj ploči.

· Ravnoteža između cijene i performansi: THT se koristi za izradu prilagođenih, niskoserijskih komponenti visoke snage, dok SMT omogućuje automatizaciju masovne proizvodnje standardnih komponenti.

Pouzdanost za sigurnosno kritične primjene

THT-ovi izdržljivi spojevi smanjuju rizik od kvarova u sustavima u kojima imaju ozbiljne posljedice: prostoja ili kvarova:

· Liječničke aparature: Energetski spojevi za monitor pacijenata i opremu za održavanje života.

· Industrijska automatizacija: Sustavi za hitno zaustavljanje i kontrolni moduli robota.

· Automobilski: Senzori kočionog sustava i priključci sustava za upravljanje baterijama (BMS).

Glavna zaključivanja

Odaberite THT montažu kada vaš proizvod zahtijeva mehaničku čvrstoću, rukovanje visokom snagom, jednostavnu održavanje ili sukladnost s strogo definiranim industrijskim standardima — osobito za sigurnosno kritične, zahtjevne uvjete rada ili visokonaponske

primjene. Za hibridne dizajne, THT savršeno se kombinira s SMT-om kako bi osigurao optimalnu učinkovitost i energetsku učinkovitost.

Komponente za provrtenu montažu kategoriziraju se prema njihovoj funkciji, izvedbi i slučajevima upotrebe — s izraženim tipovima koji su optimizirani za rukovanje visokom snagom, mehaničku stabilnost ili određene električne uloge. Ispod je strukturirani

prikaz usklađen s sektorima medicinske opreme, industrijske kontrole, automobilske industrije i potrošačke elektronike:

1. Pasivne komponente s provrtima

Pasivne komponente (bez aktivnih poluvodičkih elemenata) fokusiraju se na osnovne električne funkcije (otpornost, kapacitet, induktivnost):

Otpornici s provrtima

Vrste: Ugljična kompozicija, metalni film, namotani otpornici, snastveni otpornici.

Ključne primjene: Moduli za upravljanje snagom u industrijskoj automatizaciji (namotani za visoku snagu), jedinice za upravljanje motorom u automobilima (metalni film za preciznost), napajanja medicinskih uređaja (snastveni otpornici za disipaciju topline).

Standardi: U skladu s UL 1412 (snastveni otpornici), IEC 60115 (opći otpornici).

Kondenzatori s provrtima

Vrste: Elektrolitički (aluminij/tantal), keramički, folijski, tantal, superkondenzatori.

Ključne primjene: Automobilske baterijske sustave (superkondenzatori za pohranu energije), pogoni industrijskih motora (elektrolitički za izglađivanje napona), oprema za medicinsku dijagnostiku (keramički za stabilnost na visokim frekvencijama).

Ključne karakteristike: Elektrolitički kondenzatori imaju visoku kapacitivnost; tantalni kondenzatori kompaktni su i visoke pouzdanosti za medicinske uređaje.

Induktori/transformatori za provrt

Vrste: Snopni induktori, RF induktori, izolacijski transformatori, strujni transformatori.

Ključne primjene: Industrijski upravljački izvori napajanja (izolacijski transformatori radi sigurnosti), automobilske punjene sustave (snopni induktori za regulaciju napona), medicinski MRI uređaji (transformatori visokog napona za pretvorbu energije).

Prednosti: Robusna izvedba namotaja za visoku struju/napon (idealno za teške uvjete rada).

2. Aktivni komponenti za provrt

Aktivne komponente (bazirane na poluvodičima) omogućuju pojačanje, prekidanje ili obradu signala:

Integrirana kola za provrt (IC)

Vrste: DIP (Dual In-line Package), SIP (Single In-line Package), PGA (Pin Grid Array), TO paketi (tranzistori).

Ključne primjene: Industrijski PLC-ovi (DIP IC-ovi za logičku kontrolu), automobilske ECU-jedinice (PGA za mikrokontrolere visoke snage), oprema za medicinsku dijagnostiku (SIP za obradu signala senzora).

Ključne karakteristike: DIP paketi pojednostavljuju ručnu zamjenu (idealno za prototip/remont); PGA paketi rade s računanjem visoke snage.

Tranzistori za provrt

Vrste: BJT (bipolarni tranzistor s prijelazom), MOSFET, IGBT (bipolarni tranzistor s izoliranim ulazom), Darlington parovi.

Ključne primjene: Industrijska uprava elektromotorima (IGBT-ovi za prekidanje visokog napona), automobilske invertore snage (MOSFET-ovi za pretvorbu DC-AC), pojačala snage u medicinskim uređajima (BJT za linearno pojačanje).

Standardi: IEC 60747 (poluvodički uređaji), AEC-Q101 (tranzistori za automotive primjene).

Dioda/tiristori

Vrste: Ipravljačke diode, Zener diode, LED-ovi, SCR (silicijski regulirani ispravljač), TRIAC-ovi.

Ključne primjene:

Automobilski sustavi za punjenje (ispravljački diode za pretvorbu izmjenične struje u istosmjernu), industrijske kontrole grijanja (tiristori za regulaciju snage), indikatorske svjetiljke u medicinskim uređajima (probušene LED diode za vidljivost), napajanja u kućnim aparatima (Zener diode za ograničavanje napona).

3. Spojnici i priključci (mehaničko-električni dijelovi)

Ovi dijelovi omogućuju fizičke/električne veze — s naglaskom na izdržljivost i pouzdanost:

Poveznici za struju

Vrste: Cilindrični spojnici, priključne klemne, nožni spojnici, kružni spojnici (npr. DIN 43650).

Ključne primjene: Industrijske kontrolne ploče (priključne klemne za kabelsku instalaciju), automobilske priključne klemne za baterije (nožni spojnici), priključci za napajanje medicinskih uređaja (kružni spojnici otporni na sterilizaciju).

Ključne karakteristike: Vodootporni rating IP67/IP68 za vanjsku uporabu u industriji/automobilima; materijali medicinske klase (biokompatibilni) za dijagnostičku opremu.

Signalni konektori

Vrste: D-subminiatur (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Tip-A/B, audio utičnice (3,5 mm), DB9/DB25.

Ključne primjene: Potrošačka elektronika (USB/audio priključci), industrijska automatizacija (D-sub za priključivanje senzora), automobilske informacijsko-zabavne sustave (RJ45 za Ethernet).

Prednosti: Montaža kroz provrta osigurava otpornost na česte operacije utaknica/izvlačenja (npr. potrošački audio priključci).

Terminalne blokove i zaglavlja

Vrste: Blokovi s vijčanim priključcima, zaglavlja za tiskane ploče, pin zaglavlja, priključna zaglavlja.

Ključne primjene: Industrijsko upravljanje kabelima (blokovi s vijčanim priključcima za sigurne veze), unutarnje kabliranje medicinskih uređaja (zaglavlja za tiskane ploče), kabelski snopovi za automobilske šasije (pin zaglavlja za priključivanje modula).

4. Elektromehanički komponenti za montažu kroz provrta

Kombinirane električne/mehaničke funkcije za aktuaciju ili prekidanje:

Releji

Vrste: Elektromehanički releji (EMR), releji za snagu, signalni releji, blokirajući releji.

Ključne primjene: Industrijski kontrolni pultovi (releji za snagu za prekidanje visokog napona), automobilske svjetlosne instalacije (signalni releji), sigurnosni blokatori na medicinskim uređajima (blokirajući releji).

Standardi: IEC 61810 (releji za snagu), AEC-Q200 (automobilske releji).

Sredstva za upravljanje

Vrste: Prekidači za prebacivanje, klatni prekidači, tipkasti prekidači, DIP prekidači, rotacijski prekidači.

Ključne primjene: Potrošački uređaji (klatni prekidači), industrijske kontrolne ploče (tipkasti prekidači za hitno zaustavljanje), automobilske instrument ploče (prekidači za prebacivanje), medicinska oprema (sterilni tipkasti prekidači).

Ključne karakteristike: Zaptiveni prekidači za automobilska/industrijska ekstremna okruženja; materijali medicinske klase za kompatibilnost s sterilizacijom.

Solenoidi/Aktuatori

Vrste: Linearni solenoidi, rotacijski aktuatori.

Ključne primjene: Automobilske bravice na vratima (linearni solenoidi), upravljanje industrijskim ventilima (rotacijski aktuatori), medicinski sustavi za doziranje tekućina (mali solenoidi za precizno upravljanje protokom).

5. Posebni komponenti za provrtne spojeve

Optimizirano za nišne visokoučinkovite ili sigurnosno kritične primjene:

Osigurači i automatski prekidači struje

Vrste: Cilindrični osigurači, nožni osigurači, termički automatski prekidači struje.

Ključne primjene: Automobilske električne instalacije (nožni osigurači), industrijski izvori napajanja (osigurači u cijevima), medicinska oprema (osigurači s kašnjenjem za zaštitu od prenapona).

Standardi: UL 248 (osigurači), IEC 60947 (sklopnici).

Kristali i oscilatori

Vrste: Kvartni kristali, kristalni oscilatori, RTC (moduli stvarnog vremena).

Ključne primjene: Industrijski PLC-ovi (kristalni oscilatori za taktiranje), automobilske informacijsko-zabavne sustave (RTC moduli), medicinska dijagnostička oprema (precizni kvartni kristali za sinkronizaciju signala).

Komponente s prioritetom ovisno o industriji

Sastavljanje pločica s provrtima (THT) karakteriziraju izrazite značajke koje ih čine nezamjenjivima za primjene koje zahtijevaju mehaničku čvrstoću, obradu visoke snage i dugoročnu pouzdanost. U nastavku je strukturirani prikaz njihovih osnovnih

značajki, usklađenih s medicinskom, industrijskom automatizacijom, automobilskom i potrošačkom elektronikom:

Mehanička čvrstoća i izdržljivost

Projekt s čvrstim spojevima: Komponente se umetnu kroz provrte na pločici i zaliju na suprotnoj strani, stvarajući krutu mehaničku vezu (daleko jaču od komponenata postavljenih na površinu). Ovo otpornost na vibracije, udarce i

fizički napor — ključno za:

Komponente automobilske podvozje (sučelje IATF 16949 za otpornost na vibracije).

Industrijske robote i vanjsku opremu (otpornost na česte pokrete/udarce).

Priključke medicinskih uređaja (trajnost za ponavljajuće cikluse sterilizacije).

Otpornost na trošenje: Spojnice i priključci za provrtne spoje izdržavaju često spajanje/odvajanje (npr. kabeli za napajanje kućanskih aparata, priključnici na industrijskim kontrolnim pločama).

Visoka snaga i visoki napon

Izdržljivo vođenje struje/napona: Veće izvedbe komponenti i lemljene veze omogućuju THT-u da podrži visoke struje (10A+) i visoke napone (1000V+), za razliku od većine SMD komponenti:

Industrijski izvori napajanja i upravljački sklopovi motora (transformatori/otpornici velike snage).

Automobilske EV baterijske instalacije (priključnici i osigurači visokog napona).

Medicinski MRI/CT skeneri (komponente za pretvorbu visokog napona).

Nadmoćno rasipanje topline: Veća veličina komponenti i izravno montiranje na ploču olakšavaju prijenos topline, smanjujući rizik od pregrijavanja u sustavima s kontinuiranim radom (npr. upravljački sklopovi industrijskih peći).

Jednostavna ručna montaža, popravak i prerada

· Dostupno lemljenje: THT komponente su vidljive i lako se ručno leme — idealne za prototipove male serije, prilagođene izvedbe ili popravke na terenu.

· Jednostavna zamjena komponenti: Oštećene komponente (npr. industrijski transformatori, releji u medicinskim uređajima) mogu se ukloniti i zamijeniti bez specijalizirane opreme za lemljenje taljenjem, čime se smanjuje vrijeme prostoja kritičnih sustava.

· Kompatibilnost s postojećim sustavima: THT komponente su široko dostupne za stariju opremu (npr. industrijsku opremu s vijekom trajanja od 10 ili više godina), osiguravajući dugoročnu održivost.

Pouzdanost u ostrim uvjetima

· Otpornost na okolišne uvjete: THT sklopovi pouzdano rade u ekstremnim uvjetima:

Ekstremne temperature (-40°C do 150°C) za automobilske sustave ispod haube.

Vlaga/prah (IP65/IP67 klasifikacija) za vanjske industrijske senzore.

Izloženost kemikalijama (ulja, otapala) za opremu na tvorničkom podu.

· Stabilan električni rad: Manje osjetljiv na EMI/RFI smetnje u bučnim industrijskim okruženjima (npr. sustavi automatizacije u tvornicama).

Sukladnost s rigoroznim industrijskim standardima

· Certifikacija za sigurnosno kritične primjene: THT je u skladu s propisnim zahtjevima za pouzdanost i sigurnost:

Medicinski: ISO 13485 i FDA 21 CFR Dio 820 (za strujne priključke u uređajima za održavanje života).

Industrijski: UL 508 i IEC 60335 (za ploče upravljačkih napona visokog napona).

Automobilska industrija: IATF 16949 (za komponente šasija otporne na vibracije).

· Tračnost: Komponente za provrt jednostavnije je pregledati i validirati u svrhu sukladnosti (npr. označavanje serija za dijelove medicinskih uređaja).

Kompatibilnost s mješovitom montažom (THT + SMT)

· Fleksibilnost hibridnog dizajna: THT se bez problema integrira s SMT-om na istoj tiskanoj ploči, kombinirajući:

THT za visokonaponske/trajne komponente (npr. automobilske priključnice za struju).

SMT za minijaturiziranu elektroniku (npr. module senzora ADAS-a).

· Optimizacija troškova: Omotava nisku proizvodnju prilagodljivosti THT-a s učinkovitošću masovne proizvodnje SMT-a.

Jednostavna provjera i kontrola kvalitete

· Vizualna provjerljivost: Zavarivanja su vidljiva (za razliku od skrivenih SMD spojeva), što omogućuje brzu vizualnu provjeru ili automatiziranu optičku inspekciju (AOI) radi otkrivanja grešaka (hladni zavar, mostovi).

· Pristupačnost testiranju: Vodovi kroz rupice lako se mogu ispitivati za funkcionalno testiranje (npr. dijagnostika ploče industrijske kontrole).

Pregled ključnih značajki