スルーホール実装

スルーホールPCBアセンブリとは何ですか？

スルーホールPCBアセンブリは、金属製のリードを持つ部品をプリント基板（PCB）にあらかじめ開けられた穴に挿入し、反対側ではんだ付けする従来の電子製造プロセスです。 表面実装技術（SMT）とは異なり、THT部品はPCBを通って物理的に固定されるため、機械的安定性や高電力処理が求められる用途に最適です。

THTアセンブリの主要特性

・部品設計： THT部品は長く剛性のあるリードを持ち、PCBの穴を通過することで強固な機械的接合を形成します。

・半田付け方法：

ウェーブハンダ付け： 大量生産向けの自動化プロセス – PCBを溶融した半田の波の上を通すことで、すべてのリードを同時に接合します。

手作業のはんだ付け： 小規模生産、試作組立、または波状はんだ付けができない大型・特殊形状の部品に使用されます。

・機械的強度： スルーホールの挿入およびはんだ付けにより、振動、衝撃、物理的なストレスに対して耐性のある堅牢な接続が実現されます。

・電力処理性能： THT部品は、リードが太く、熱放散性に優れているため、高電流・高電圧用途に最適化されています。

主なTHT組立工程のステップ

・部品の準備 ：必要に応じて、PCBへの挿入に適した長さに部品のリードをカットします。

・挿入： 部品のリードをPCBの事前に開けられた穴に通します（試作では手作業、量産では挿入機による自動化）

はんだ付け：

ウェーブハンダ付け： PCB（挿入された部品付き）がはんだウェーブ上を搬送され、露出しているリードとパッドにコーティングされて永続的な接合が形成されます。

手作業のはんだ付け： はんだごてを使用して個別のリードにはんだを適用し、正確でカスタムの接続を行います。

・トリミングおよび洗浄： はんだ付け後に余分なリード長を切断し、フラックス残渣を取り除くためにPCBを清掃します（信頼性および規制適合性にとって重要です）。

・検査およびテスト： 目視検査（または隠れた接合部の自動X線検査）により、冷汗（れいかん）のはんだ接合、ブリッジ、または部品の位置ずれを確認。性能を検証するための機能試験。

THT実装の利点

・優れた機械的安定性： 振動や頻繁な着脱が発生する用途に最適です。

・高電力／高電圧対応： ほとんどのSMDよりも高い電流と電圧を扱えるため、電源装置、産業用制御盤、自動車用バッテリーシステムに不可欠です。

・修理およびリワークの容易さ： 損傷した部品は簡単に取り外して交換可能（専用のリフロー設備は不要）であり、重要システムの停止時間を短縮できます。

・過酷な環境での信頼性： 極端な温度、湿気、化学物質への耐性があり（産業用途ではIEC 60335、自動車用途ではIATF 16949に準拠）。

業界特化型アプリケーション

THT対SMT：主な相違点

なぜスルーホールPCBアセンブリを選ぶのですか？

スルーホール実装（THT）を選択することは、機械的強度、高電力対応、長期的な信頼性が不可欠な用途において戦略的な選択です。特に医療機器、産業用制御装置、自動車、および 家電分野においてそのメリットが際立ちます。以下は、貴社のビジネスニーズに合わせたTHT採用の主な理由です。

過酷な環境下でも卓越した機械的耐久性

THT部品はPCBの穴を通じて物理的に固定され、反対側ではんだ付けされるため、表面実装デバイス（SMD）よりもはるかに強固な接合が実現されます。このため、次のような用途に最適です。

・振動／衝撃が発生する用途： 自動車シャーシ部品、産業用ロボット、屋外機器（IATF 16949およびIEC 60335規格に準拠）。

・頻繁な着脱が行われる用途： 電源コネクタ、オーディオジャック、産業用端子台（繰り返し使用による摩耗に耐性あり）。

・過酷な使用環境： 極端な温度、湿気、または化学物質の暴露。

優れた高電力／高電圧性能

THT部品は、ほとんどのSMDに比べて高い電流、電圧および熱負荷を扱うように設計されており、以下の用途では不可欠です：

・電源システム： 産業用電源装置、医療機器用電源ユニット（MRI／CTスキャナー）、自動車用バッテリーターミナル。

・高電圧機器： 産業用制御盤、HVACシステム、電気自動車（EV）充電部品。

・熱管理： 部品サイズが大きく、PCBに直接実装されるため、放熱性が向上し、連続運転システムでの故障リスクを低減します。

修理、改造、およびメンテナンスの容易さ

THTの設計は量産後のサービス作業を簡素化します。これはミッションクリティカルな機器にとって大きな利点です。

・費用対効果の高い修理： 損傷した部品は、特殊なリフロー設備なしで迅速に交換でき、ダウンタイムを最小限に抑えることができます。

・プロトタイプの柔軟性： 試作やカスタム構成といった小規模生産向けに最適であり、手動での調整や部品の交換が一般的に行われます。

・長寿命サイクルのサポート： スルーホール技術（THT）部品は、レガシーシステムでより容易に入手可能であり、継続的なメンテナンス性を確保します。

業界固有の安全基準への適合

THTは、安全性と信頼性に関する厳しい規制要件に適合しています。

· 医療: 診断機器および外科用器具における重要な電力接続部に関して、ISO 13485およびFDA 21 CFR Part 820に準拠しています。

・産業用制御： 高電圧端子台およびモータコントローラに関して、UL 508およびIEC 60335に準拠しています。

· 自動車: 振動に耐える部品および安全上重要なシステムについてはIATF 16949規格に準拠しています。

混合実装（THT＋SMT）との互換性

THTはSMTを補完し、複雑な設計課題を解決します：

・高電力・高耐久性が必要な部品にはTHTを、小型化された回路にはSMTを使用し、同一のPCB上で両方を活用します。

・コストと性能のバランス： THTはカスタムで小規模生産の高電力部品に対応し、SMTは標準部品の大規模生産を自動化します。

安全性が重要な用途における信頼性

THTの堅牢な接続は、ダウンタイムや故障が重大な結果をもたらすシステムにおける故障リスクを低減します。

・医療機器: 患者モニターおよび生命維持装置の電源接続。

・産業用オートメーション： 緊急停止システムおよびロボット制御モジュール。

· 自動車: ブレーキシステムセンサーおよびバッテリー管理システム（BMS）端子。

スルーホールPCBアセンブリ（THT）は、機械的強度、高電力処理能力、長期的な信頼性が求められる用途において不可欠である特徴によって定義されています。以下に医療、産業制御、自動車、民生用電子機器分野に沿った主要な 特徴を体系的に整理します。

機械的強度および耐久性

固定接続設計： 部品はPCBの穴に挿入され、反対側で実装・はんだ付けされることにより、剛性の高い機械的結合が形成されます（表面実装部品よりもはるかに強固です）。これにより振動、衝撃、および 物理的なストレスに耐えられます。これは以下の用途において極めて重要です。

自動車シャーシ部品（振動耐性に関するIATF 16949適合性）。

産業用ロボットおよび屋外機器（頻繁な動き／衝撃への耐性）。

医療機器のコネクタ（繰り返しの滅菌サイクルに対する耐久性）。

摩耗耐性： スルーホールのコネクタおよび端子は、頻繁な着脱に耐えることができます。

高電力・高電圧対応能力

強固な電流／電圧耐性： THTは、リードやはんだ接合部が大きいため、大電流（10A以上）および高電圧（1000V以上）の用途をサポート可能であり、ほとんどのSMDとは異なります。

産業用電源およびモーター制御装置（高電力トランス／抵抗器）。

自動車EVバッテリーシステム（高電圧端子およびヒューズ）。

医療用MRI／CTスキャナー（高電圧電力変換部品）。

優れた放熱性： 大きな部品サイズと直接的なPCB実装により放熱が促進され、連続運転システムにおける過熱リスクが低減されます。

手作業による実装、修理および再作業の容易さ

・ アクセスしやすいはんだ付け： THT部品は目視で確認でき、手作業でのはんだ付けが容易です。小規模なプロトタイプ開発、カスタム構築、または現場修理に最適です。

・部品交換の簡素化： 損傷した部品は、特殊なリフロー設備なしで取り外して交換でき、重要システムのダウンタイムを最小限に抑えられます。

・レガシーシステムとの互換性： THT部品は古い装置向けに広く入手可能であり、長期にわたるメンテナンス性を保証します。

厳しい環境での信頼性

・環境耐性： THT実装は以下のような過酷な条件下でも安定した性能を発揮します：

自動車のエンジンルーム内システム向けの温度極値（-40°C ～ 150°C）。

屋外用産業用センサー向けの湿気／粉塵耐性（IP65／IP67準拠）。

工場設備向けの化学物質暴露耐性（油、溶剤）。

・安定した電気的性能： 産業用のノイズの多い環境において、EMI/RFI干渉の影響を受けにくいです。

厳格な業界標準への準拠

・安全性が重要な認証： THTは信頼性と安全性に関する規制要件に適合しています：

医療： ISO 13485およびFDA 21 CFR Part 820。

工業用: UL 508およびIEC 60335。

自動車： IATF 16949。

· トレーサビリティ: スルーホール部品は、適合の検査および検証が容易です。

混合実装（THT＋SMT）との互換性

・ハイブリッド設計の柔軟性： THTは同じPCB上でSMTとシームレスに統合され、以下の特徴を組み合わせます：

高電力／耐久部品向けのTHT。

小型化回路向けのSMT。

・コスト最適化： THTの小ロットでのカスタマイズ性と、SMTの大規模生産効率を両立します。

簡単な検査および品質管理

・視覚的な確認が可能： はんだ接合部が目視で確認可能（表面実装型のはんだ部のように隠れない）ため、外観検査や自動光学検査（AOI）による欠陥（冷汗、ブリッジなど）の検出が容易です。

・テストへのアクセス性： スルーホールリードは、機能試験用のプロービングが容易です。