Asamblare cu găuri

Asamblarea PCB cu găuri pasante este un proces tradițional de fabricație electronică în care componentele cu terminale metalice sunt inserate prin găuri prelucrate într-o placă de circuit imprimat (PCB) și lipite pe partea opusă (fie prin lipire cu undă,

fie manual). Spre deosebire de tehnologia de montare în suprafață (SMT), componentele THT sunt fixate fizic prin placa PCB, fiind ideale pentru aplicații care necesită stabilitate mecanică și gestionarea puterii mari.

Caracteristici esențiale ale asamblării THT

· Designul componentelor: Componentele THT au terminale lungi și rigide care trec prin găurile PCB, creând o legătură mecanică puternică.

· Metode de lipire:

Lipire cu undă: Proces automatizat pentru producția de mare volum – plăcile PCB sunt trecute peste o undă de lipit topit pentru a conecta simultan toate terminalele.

Lipire manuală: Utilizat pentru producția de volum mic, asamblarea prototipurilor sau componente mari/de formă ciudată care nu pot fi lipite prin undă.

· Rezistență mecanică: Inserția și lipirea prin găuri creează o conexiune robustă, rezistentă la vibrații, șocuri și stres fizic.

· Managementul puterii: Componentele THT sunt optimizate pentru aplicații cu curent înalt și tensiune înaltă datorită dimensiunii mai mari a terminalelor și disipării termice superioare.

Pașii principali ai procesului de asamblare THT

· Pregătirea componentelor : Tăiați terminalele componentelor la lungimea corectă (dacă este necesar) pentru inserția în PCB.

· Inserția: Plasați terminalele componentelor prin găurile predefinite în PCB (manual pentru prototipuri, automat cu mașini de inserție pentru producția de serie).

Lipire:

Lipire cu undă: PCB (cu componente inserate) este transportat peste un val de lipit, care acoperă pini și pad-uri expuși pentru a forma o legătură permanentă.

Lipire manuală: Utilizați un aparat de lipit pentru a aplica lipitură pe pini individuali pentru conexiuni precise și personalizate.

· Tăiere și curățare: Tăiați lungimea excesivă a pinilor după lipire; curățați placa PCB pentru a elimina reziduurile de flux (esențial pentru fiabilitate și conformitate).

· Inspecție și testare: Inspecție vizuală (sau cu raze X automate pentru joncțiuni ascunse) pentru verificarea lipiturilor reci, punților sau componentelor necorespunzătoare; testare funcțională pentru validarea performanței.

Avantaje ale asamblării THT

· Stabilitate mecanică superioară: Ideal pentru aplicații supuse vibrațiilor sau cuplării/decuplării frecvente.

· Compatibilitate cu putere/tensiune înaltă: Suportă un curent și o tensiune mai mari decât majoritatea componentelor SMD, fiind esențial pentru sursele de alimentare, panourile de control industrial și sistemele de baterii auto.

· Ușurință în reparare și refacere: Componentele defecte pot fi ușor eliminate și înlocuite (fără nevoia unui echipament specializat de reflow), reducând timpul de nefuncționare pentru sistemele critice.

· Fiabilitate în medii dificile: Rezistent la temperaturi extreme, umiditate și expunere chimică (conform cu standardele IEC 60335 pentru utilizare industrială, IATF 16949 pentru aplicații auto).

Aplicații specifice industriei (aliniate cu sectoarele principale)

THT vs. SMT: Diferențiatori cheie

De ce să alegeți asamblarea PCB cu găuri pasante?

Alegerea montajului prin găuri în placa de circuit imprimat (THT) este strategică pentru aplicațiile în care rezistența mecanică, gestionarea puterii mari și fiabilitatea pe termen lung sunt esențiale — mai ales în domeniile medical, control industrial, automotive și

sectoarele electronicii de consum. Mai jos sunt motivele principale pentru a alege THT, adaptate nevoilor dvs. de afaceri:

Rezistență Mecanică Fără Egali pentru Medii cu Solicitări Mari

Componentele THT sunt fixate fizic prin găurile PCB și lipite pe partea opusă, creând o legătură mult mai puternică decât dispozitivele montate pe suprafață (SMD). Acest lucru face ca THT să fie ideal pentru:

· Aplicații expuse la vibrații/șocuri: Componente ale șasiului auto, roboți industriali și echipamente exterioare (conforme cu standardele IATF 16949 și IEC 60335).

· Cuplare/decuplare frecventă: Conectori de alimentare, mufe audio și blocuri terminale industriale (rezistente la uzură datorată utilizării repetitive).

· Condiții de operare severe: Temperaturi extreme, umiditate sau expunere la substanțe chimice (de exemplu, sisteme subcapotă în industria auto, linii de producție industriale).

Performanță superioară la putere/tensiune înaltă

Componentele THT sunt proiectate pentru a suporta curenți, tensiuni și sarcini termice mai mari decât majoritatea componentelor SMD, lucru esențial pentru:

· Sisteme de alimentare: Surse de alimentare industriale, unități de alimentare pentru dispozitive medicale (scannere MRI/CT) și borne de baterie auto.

· Echipamente de înaltă tensiune: Panouri de control industrial, sisteme HVAC și componente pentru încărcarea vehiculelor electrice (EV).

· Managementul termic: Dimensiunea mai mare a componentelor și montarea directă pe placa de circuit permit o disipare mai bună a căldurii, reducând riscul de defectare în sistemele cu funcționare continuă.

Ușurință în reparații, remedieri și întreținere

Designul THT simplifică service-ul post-producție — un avantaj esențial pentru echipamentele critice:

· Reparații rentabile: Componentele defecte (de exemplu, transformatoare industriale, conectoare pentru dispozitive medicale) pot fi înlocuite rapid fără a necesita echipamente specializate de reflow, minimizând timpul de staționare.

· Flexibilitate în prototipare: Ideal pentru prototipuri în cantități mici sau construcții personalizate, unde ajustările manuale și schimbarea componentelor sunt frecvente.

· Suport pe durată lungă de viață: Componentele THT sunt adesea mai ușor disponibile pentru sistemele vechi (de exemplu, mașinării industriale cu o durată de viață de peste 10 ani), asigurând o întreținere continuă.

Conformitatea cu standardele de siguranță specifice industriei

THT este în conformitate cu cerințele stricte de reglementare privind siguranța și fiabilitatea:

· Medical: Este conform cu ISO 13485 și FDA 21 CFR Part 820 pentru conexiuni electrice critice în echipamente de diagnostic și instrumente chirurgicale.

· Control industrial: Este conform cu UL 508 și IEC 60335 pentru blocuri terminale de înaltă tensiune și controlere de motor.

· Automotive: Respectă IATF 16949 pentru componente rezistente la vibrații (de exemplu, conectori pentru cablaje de motor) și sisteme critice pentru siguranță.

Compatibilitate cu asamblare mixtă (THT + SMT)

THT completează SMT pentru a rezolva provocările complexe de proiectare:

· Utilizați THT pentru componente de putere mare/durabile (de exemplu, conectori auto de putere) și SMT pentru circuite miniaturizate (de exemplu, module ADAS) pe aceeași placă de circuit imprimat.

· Echilibru între cost și performanță: THT gestionează piese personalizate, de mic volum și înaltă putere, în timp ce SMT automatizează producția de serie pentru componente standard.

Fiabilitate pentru aplicații critice pentru siguranță

Conexiunile robuste THT reduc riscul de defectare în sistemele în care oprirea sau defecțiunile au consecințe grave:

· Dispozitive medicale: Conexiuni de alimentare pentru monitoarele pacienților și echipamentele de susținere a vieții.

· Automatizare industrială: Sisteme de oprire de urgență și module de control robotic.

· Automotive: Senzori ai sistemului de frânare și terminale ale sistemului de management al bateriei (BMS).

Punctul principal

Alegeți montajul THT atunci când produsul dumneavoastră necesită rezistență mecanică, gestionare a puterii mari, întreținere ușoară sau conformitatea cu standardele stricte ale industriei — în special pentru aplicații critice pentru siguranță, medii dificile sau putere mare

aplicații. Pentru proiecte hibride, THT se asociază perfect cu SMT pentru a oferi performanță optimă și eficiență costuri.

Componentele cu găuri sunt clasificate în funcție de funcția lor, construcție și cazurile de utilizare — cu tipuri distincte optimizate pentru gestionarea puterii mari, stabilitate mecanică sau roluri electrice specifice. Mai jos este o analiză structurată

aliniată la sectoarele medical, control industrial, auto și electronice de consum:

1. Componente pasive cu găuri de trecere

Componentele pasive (fără elemente semiconductoare active) se concentrează pe funcții electrice de bază (rezistență, capacitate, inductanță):

Rezistoare cu găuri de trecere

Tipuri: Compoziție din carbon, peliculă metalică, bobinat cu fir, rezistoare de putere.

Principalele cazuri de utilizare: Module de putere pentru control industrial (bobinate pentru putere mare), unități de control ale motorului auto (peliculă metalică pentru precizie), surse de alimentare pentru dispozitive medicale (rezistoare de putere pentru disiparea căldurii).

Standarde: Conforme cu UL 1412 (rezistoare de putere), IEC 60115 (rezistoare generale).

Condensatoare cu găuri de trecere

Tipuri: Electrolitice (aluminiu/tantal), ceramice, peliculă, tantal, supercondensatoare.

Principalele cazuri de utilizare: Sisteme de baterii auto (supercondensatoare pentru stocarea energiei), acționări de motoare industriale (electrolitice pentru netezirea tensiunii), echipamente de imagistică medicală (ceramice pentru stabilitate la frecvență înaltă).

Trăsături critice: Condensatoarele electrolitice gestionează o capacitate mare; condensatoarele din tantal oferă dimensiuni mici și fiabilitate ridicată pentru dispozitive medicale.

Inductoare/Transformatoare prin găurire

Tipuri: inductoare de putere, inductoare RF, transformatoare de izolare, transformatoare de curent.

Principalele cazuri de utilizare: Surse de alimentare pentru control industrial (transformatoare de izolare pentru siguranță), sisteme de încărcare auto (inductoare de putere pentru reglarea tensiunii), mașini MRI medicale (transformatoare înaltă tensiune pentru conversia energiei).

Avantaje: Construcție robustă a înfășurărilor pentru curenți/tensiuni mari (ideală pentru medii dure).

2. Componente active prin găurire

Componentele active (bazate pe semiconductori) permit amplificarea, comutarea sau procesarea semnalelor:

Circuite integrate prin găurire (CI)

Tipuri: DIP (Pachet dual în linie), SIP (Pachet single în linie), PGA (Matrice de pini), pachete TO (tranzistori).

Principalele cazuri de utilizare: PLC industriale (DIP IC pentru control logic), ECU auto (PGA pentru microcontrolere de putere mare), echipamente medicale de diagnostic (SIP pentru procesarea semnalelor senzori).

Trăsături critice: Pachetele DIP simplifică înlocuirea manuală (ideale pentru prototipare/reparații); pachetele PGA gestionează calculul de putere mare.

Tranzistori cu inserție

Tipuri: BJT (Tranzistor bipolar cu joncțiune), MOSFET, IGBT (Tranzistor bipolar cu poartă izolată), perechi Darlington.

Principalele cazuri de utilizare: Control industrial al motoarelor (IGBT pentru comutare la înaltă tensiune), invertorii de putere auto (MOSFET pentru conversia CC-CA), amplificatoare de putere pentru dispozitive medicale (BJT pentru amplificare liniară).

Standarde: IEC 60747 (dispozitive semiconductoare), AEC-Q101 (tranzistori pentru aplicații auto).

Diode/Tiristoare

Tipuri: Diode redresoare, diode Zener, LED-uri, SCR (Redresor comandat în siliciu), TRIAC-uri.

Principalele cazuri de utilizare:

Sisteme de încărcare auto (diode redresoare pentru conversia AC-DC), controlere pentru încălzire industrială (SCR-uri pentru reglarea puterii), indicatoare luminoase pentru dispozitive medicale (LED-uri prin găuri pentru vizibilitate), surse de alimentare pentru aparate casnice (diode Zener pentru limitarea tensiunii).

3. Conectori și terminale (componente mecanice-electrice)

Aceste componente permit conexiuni fizice/electrice—acordând prioritate durabilității și fiabilității:

Conectoare electrice

Tipuri: Conectori cilindrici, blocuri de terminale, conectori lamelari, conectori circulari (de exemplu, DIN 43650).

Principalele cazuri de utilizare: Panouri de control industrial (blocuri de terminale pentru cablare), borne de baterie auto (conectori lamelari), intrări de alimentare pentru dispozitive medicale (conectori circulari pentru rezistență la sterilizare).

Trăsături critice: Clasificări impermeabile IP67/IP68 pentru utilizare industrială/auto în aer liber; materiale de calitate medicală (biocompatibile) pentru echipamente de diagnostic.

Conectori de semnal

Tipuri: D-subminiatură (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Tip-A/B, jack audio (3,5 mm), DB9/DB25.

Principalele cazuri de utilizare: Electronice de consum (USB/jack-uri audio), automatizare industrială (D-sub pentru conexiuni senzori), sisteme de divertisment auto (RJ45 pentru Ethernet).

Avantaje: Montarea prin găuri asigură rezistență la cicluri frecvente de conectare/deconectare (de exemplu, jack-uri audio de consum).

Blocuri terminale și capete terminale

Tipuri: Blocuri terminale cu șurub, capete PCB, capete cu pini, capete cu soclu.

Principalele cazuri de utilizare: Cablaj pentru control industrial (blocuri terminale cu șurub pentru conexiuni sigure), cablaj intern pentru dispozitive medicale (capete PCB), arnă de pe șasiu auto (capete cu pini pentru conexiuni module).

4. Componente electromecanice montate în găuri

Funcționalitate combinată electrică/mecanică pentru acționare sau comutare:

Relea

Tipuri: Relee electromecanice (EMR), relee de putere, relee de semnal, relee cu blocare.

Principalele cazuri de utilizare: Panouri de control industrial (relee de putere pentru comutare înaltă tensiune), sisteme de iluminat auto (relee de semnal), sisteme de siguranță pentru dispozitive medicale (relee cu blocare).

Standarde: IEC 61810 (relee de putere), AEC-Q200 (relee auto).

Comutatoare

Tipuri: Comutatoare basculante, comutatoare cu balansier, comutatoare cu buton, comutatoare DIP, comutatoare rotative.

Principalele cazuri de utilizare: Electrocasnice (comutatoare cu balansier), panouri de control industriale (butone de oprire de urgență), tablouri de bord auto (comutatoare basculante), dispozitive medicale (comutatoare sterile cu buton).

Trăsături critice: Comutatoare etanșate pentru medii dure auto/industriale; materiale de calitate medicală compatibile cu sterilizarea.

Solenizi/Actuatoare

Tipuri: Solenizi liniari, actuatoare rotative.

Principalele cazuri de utilizare: Blocuri de uși auto (solenizi liniari), control industrial al supapelor (actuatoare rotative), sisteme medicale de administrare a fluidelor (solenizi mici pentru control precis al debitului).

5. Componente speciale prin găurire

Optimizate pentru aplicații de înaltă performanță sau critice din punct de vedere al siguranței:

Siguranțe și întrerupătoare automate

Tipuri: Siguranțe cartuș, siguranțe lamelare, întrerupătoare termice.

Principalele cazuri de utilizare: Sisteme electrice auto (siguranțe cu lamă), surse de alimentare industriale (siguranțe cartuș), dispozitive medicale (siguranțe lente pentru protecție la suprasarcină).

Standarde: UL 248 (siguranțe), IEC 60947 (întrerupătoare automate).

Cristale și oscilatoare

Tipuri: Cristale de cuarț, oscilatoare cu cristal, module RTC (ceas în timp real).

Principalele cazuri de utilizare: PLC-uri industriale (oscilatoare cu cristal pentru temporizare), sisteme de divertisment auto (module RTC), echipamente medicale de diagnostic (cristale de cuarț de precizie pentru sincronizarea semnalelor).

Priorități ale componentelor specifice industriei

Asamblarea prin inserție în plăci de circuit imprimat (THT) este definită de caracteristici distincte care o fac indispensabilă pentru aplicațiile care necesită robustețe mecanică, gestionarea puterii mari și fiabilitate pe termen lung. Mai jos este o analiză structurată a elementelor sale principale

caracteristici, aliniate cu sectoarele medical, control industrial, automotive și electronice de consum:

Rezistență mecanică și durabilitate

Designul conexiunii ancorate: Componentele sunt inserate prin găuri în PCB și lipite pe partea opusă, creând o legătură mecanică rigidă (mult mai puternică decât componentele montate în suprafață). Aceasta rezistă vibrațiilor, șocurilor și

solicitărilor fizice — esențial pentru:

Componente ale șasiului auto (conformitate IATF 16949 pentru rezistența la vibrații).

Roboți industriali și echipamente exterioare (rezistență la mișcări/impacturi frecvente).

Conectori pentru dispozitive medicale (durabilitate pentru cicluri repetate de sterilizare).

Rezistență la uzură: Conectorii și terminalele cu găuri de trecere rezistă la cuplări/decuplări frecvente (de exemplu, cabluri de alimentare pentru aparate casnice, terminale panouri de control industriale).

Capacitate înaltă de putere și tensiune

Gestionare robustă a curentului/tensiunii: Limbile mai mari ale componentelor și îmbinările prin lipire permit tehnologiei THT să susțină aplicații cu curent mare (10A+) și tensiune mare (1000V+), spre deosebire de majoritatea componentelor SMD:

Surse de alimentare industriale și controlere de motor (transformatoare/rezistoare de putere mare).

Sisteme de baterii auto EV (terminale și siguranțe cu înaltă tensiune).

Scannere medicale MRI/CT (componente de conversie a energiei electrice cu înaltă tensiune).

Disipare termică superioară: Dimensiunea mai mare a componentelor și montarea directă pe PCB facilitează transferul căldurii, reducând riscul de suprasolicitare termică în sistemele cu funcționare continuă (de exemplu, controlere de cuptoare industriale).

Ușurință în asamblarea manuală, reparație și refacere

· Sudare accesibilă: Componentele THT sunt vizibile și ușor de sudat manual — ideale pentru prototipare în volum redus, construcții personalizate sau reparații în teren.

· Înlocuire simplificată a componentelor: Componentele defecte (de exemplu, transformatoare industriale, relee pentru dispozitive medicale) pot fi eliminate și înlocuite fără echipamente specializate de reflow, minimizând timpul de nefuncționare al sistemelor critice.

· Compatibilitate cu sistemele legacy: Componentele THT sunt larg disponibile pentru echipamente mai vechi (de exemplu, mașinării industriale cu durată de viață de peste 10 ani), asigurând întreținere pe termen lung.

Fiabilitate în Medii Dure

· Rezistență la factori de mediu: Asamblările THT funcționează constant în condiții extreme:

Extreme de temperatură (-40°C la 150°C) pentru sistemele auto situate sub capotă.

Umiditate/praf (clasificări IP65/IP67) pentru senzori industriali utilizați în aer liber.

Expunere la substanțe chimice (uleiuri, solvenți) pentru echipamentele de pe linia de producție.

· Performanță electrică stabilă: Mai puțin susceptibil la interferențe EMI/RFI în medii industriale zgomotoase (de exemplu, sisteme de automatizare industrială).

Conformitatea cu standardele stricte ale industriei

· Certificare pentru aplicații critice de siguranță: THT este în conformitate cu cerințele reglementare privind fiabilitatea și siguranța:

Medical: ISO 13485 și FDA 21 CFR Part 820 (pentru conexiuni electrice în dispozitive de susținere a vieții).

Industriale: UL 508 și IEC 60335 (pentru panouri de control de înaltă tensiune).

Automotive: IATF 16949 (pentru componente de carcasă rezistente la vibrații).

· Traceabilitate: Componentele prin găuri sunt mai ușor de inspectat și verificat pentru conformitate (de exemplu, codarea loturilor pentru piese de dispozitive medicale).

Compatibilitate cu asamblare mixtă (THT + SMT)

· Flexibilitate în design hibrid: THT se integrează perfect cu SMT pe aceeași placă de circuit imprimat (PCB), combinând:

THT pentru componente de putere mare/durabile (de exemplu, conectoare de putere auto).

SMT pentru circuite miniaturizate (de exemplu, module senzori ADAS).

· Optimizarea costurilor: Echilibrează personalizarea pentru volume mici a THT cu eficiența producției de masă a SMT.

Inspecție simplă și control al calității

· Verificare vizuală: Îmbinările de lipit sunt vizibile (spre deosebire de cele ascunse ale componentelor SMD), permițând o inspecție vizuală rapidă sau o inspecție optică automată (AOI) pentru detectarea defectelor (lipituri reci, punți).

· Accesibilitate la testare: Conductorii prin găuri sunt ușor de sondat pentru testarea funcțională (de exemplu, diagnosticarea plăcilor de control industrial).

Rezumatul caracteristicilor principale