Сборка сквозных отверстий

Монтаж печатных плат с сквозными отверстиями — это традиционный процесс электронного производства, при котором компоненты с металлическими выводами вставляются в предварительно просверленные отверстия на печатной плате (PCB) и припаиваются с противоположной стороны (с помощью волны припоя

или ручной пайки). В отличие от технологии поверхностного монтажа (SMT), компоненты THT физически закреплены сквозь плату, что делает их идеальными для применений, требующих механической устойчивости и работы с высокой мощностью.

Основные характеристики монтажа THT

· Конструкция компонентов: Компоненты THT имеют длинные жесткие выводы, которые проходят через отверстия в печатной плате, создавая прочное механическое соединение.

· Методы пайки:

Волновая пайка: Автоматизированный процесс для массового производства — платы проходят через волну расплавленного припоя, чтобы одновременно соединить все выводы.

Ручная пайка: Используется для мелкосерийного производства, сборки прототипов или крупных/необычных по форме компонентов, которые невозможно подвергнуть волновой пайке.

· Механическая прочность: Установка компонентов с выводами и пайка обеспечивают надежное соединение, устойчивое к вибрации, ударам и механическим нагрузкам.

· Работа с мощностью: Компоненты THT оптимизированы для применения в цепях с высоким током и высоким напряжением благодаря большему размеру выводов и лучшему отводу тепла.

Основные этапы процесса сборки THT

· Подготовка компонентов : Обрезка выводов компонентов до нужной длины (при необходимости) для установки в печатную плату.

· Установка: Размещение выводов компонентов в предварительно просверленных отверстиях печатной платы (вручную — для прототипов, автоматически — с использованием монтажных машин для массового производства).

Пайка:

Волновая пайка: Плата ПП (с установленными компонентами) проходит через волну припоя, которая покрывает открытые выводы и контактные площадки, образуя постоянное соединение.

Ручная пайка: Используйте паяльник для нанесения припоя на отдельные выводы для точных, индивидуальных соединений.

· Обрезка и очистка: Обрежьте излишки длины выводов после пайки; очистите плату ПП для удаления остатков флюса (критически важно для надёжности и соответствия требованиям).

· Осмотр и тестирование: Визуальный осмотр (или автоматическая рентгенография для скрытых соединений) для проверки наличия непропаянных соединений, перемычек или смещённых компонентов; функциональное тестирование для подтверждения работоспособности.

Преимущества сборки THT

· Высокая механическая устойчивость: Идеально подходит для применений, подверженных вибрации или частому подключению/отключению.

· Совместимость с высокой мощностью и высоким напряжением: Выдерживает более высокий ток и напряжение по сравнению с большинством SMD-компонентов, что делает его незаменимым для источников питания, промышленных панелей управления и автомобильных систем аккумуляторов.

· Простота ремонта и переделки: Повреждённые компоненты можно легко удалить и заменить (не требуется специальное оборудование для пайки), что снижает время простоя критически важных систем.

· Надёжность в жёстких условиях эксплуатации: Устойчив к экстремальным температурам, влажности и воздействию химических веществ (соответствует стандартам IEC 60335 для промышленного применения, IATF 16949 для автомобильной отрасли).

Отраслевые применения (соответствует ключевым секторам)

THT против SMT: Основные различия

Почему стоит выбрать монтаж печатных плат с сквозными отверстиями?

Выбор технологии монтажа компонентов сквозь отверстия в печатной плате (THT) является стратегическим решением для применений, где механическая прочность, способность работать с высокой мощностью и долгосрочная надежность являются обязательными требованиями — особенно в медицинской, промышленной, автомобильной отраслях и в сфере

бытовой электроники. Ниже приведены основные причины выбора THT, адаптированные под вашу бизнес-специализацию:

Непревзойденная механическая прочность для условий с высокими нагрузками

Компоненты THT физически закрепляются через отверстия в печатной плате и припаиваются с обратной стороны, что обеспечивает значительно более прочное соединение по сравнению с поверхностно-монтируемыми устройствами (SMD). Это делает THT идеальным решением для:

· Применений в условиях вибрации/ударов: Автомобильные компоненты шасси, промышленная робототехника и наружное оборудование (соответствие стандартам IATF 16949 и IEC 60335).

· Частого подключения/отключения: Силовые разъёмы, аудиоразъёмы и промышленные клеммные колодки (устойчивы к износу при многократном использовании).

· Тяжелые условия эксплуатации: Экстремальные температуры, влажность или воздействие химических веществ (например, системы под капотом автомобилей, промышленные производственные площадки).

Превосходная производительность при высокой мощности/высоком напряжении

Компоненты с отверстиями для монтажа (THT) разработаны для работы с более высокими токами, напряжением и тепловыми нагрузками по сравнению с большинством компонентов для поверхностного монтажа (SMD), что критически важно для:

· Силовых систем: Промышленные источники питания, блоки питания медицинских устройств (МРТ/КТ-сканеры) и клеммы автомобильных аккумуляторов.

· Высоковольтного оборудования: Промышленные панели управления, системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и компоненты зарядных устройств электрических транспортных средств (EV).

· Теплового управления: Более крупный размер компонентов и их прямое крепление на печатной плате обеспечивают лучший отвод тепла, снижая риск выхода из строя в системах с непрерывным режимом работы.

Простота ремонта, доработки и обслуживания

Конструкция THT упрощает сервисное обслуживание после производства — это ключевое преимущество для критически важного оборудования:

· Экономически выгодный ремонт: Поврежденные компоненты (например, промышленные трансформаторы, разъемы медицинских устройств) можно быстро заменить без использования специализированного оборудования для повторного оплавления, что минимизирует простои.

· Гибкость при создании прототипов: Идеально подходит для мелкосерийного прототипирования или индивидуальных сборок, где часто требуются ручные настройки и замена компонентов.

· Поддержка длительного жизненного цикла: Компоненты THT зачастую легче доступны для устаревших систем (например, промышленного оборудования со сроком службы более 10 лет), что обеспечивает возможность постоянного технического обслуживания.

Соответствие отраслевым стандартам безопасности

THT соответствует строгим нормативным требованиям в отношении безопасности и надежности:

· Медицина: Соответствует стандартам ISO 13485 и FDA 21 CFR Часть 820 для критически важных электрических соединений в диагностическом оборудовании и хирургических инструментах.

· Промышленное управление: Соответствует стандартам UL 508 и IEC 60335 для высоковольтных клеммных блоков и контроллеров двигателей.

· Автомобильная промышленность: Соответствует стандарту IATF 16949 для компонентов, устойчивых к вибрациям (например, разъёмы жгутов проводов двигателя), и систем, критичных для безопасности.

Совместимость со смешанной сборкой (THT + SMT)

THT дополняет SMT, решая сложные конструкторские задачи:

· Используйте THT для высокомощных/прочных компонентов (например, автомобильных силовых разъёмов) и SMT — для миниатюрной электроники (например, модулей ADAS) на одной и той же печатной плате.

· Сочетание стоимости и производительности: THT используется для нестандартных деталей высокой мощности малыми сериями, тогда как SMT обеспечивает автоматизированное массовое производство стандартных компонентов.

Надёжность для критически важных применений

Надежные соединения THT снижают риск выхода из строя в системах, где простои или неисправности имеют серьезные последствия:

· Медицинская техника: Силовые соединения для мониторов пациентов и оборудования жизнеобеспечения.

· Промышленная автоматизация: Системы аварийной остановки и модули управления роботами.

· Автомобильная промышленность: Датчики тормозной системы и клеммы системы управления батареей (BMS).

Главный вывод

Выбирайте сборку THT, когда вашему продукту требуются механическая прочность, работа с высокой мощностью, простое обслуживание или соответствие строгим отраслевым стандартам — особенно для критически важных, работающих в жестких условиях или высокомощных

применений. Для гибридных конструкций THT идеально сочетается с SMT, обеспечивая оптимальную производительность и экономическую эффективность.

Компоненты с выводами под пайку классифицируются по функции, конструкции и областям применения — с выделением отдельных типов, оптимизированных для работы с высокой мощностью, механической устойчивости или выполнения определенных электрических функций. Ниже приведена структурированная

классификация, соответствующая секторам медицинского оборудования, промышленного контроля, автомобильной промышленности и бытовой электроники:

1. Пассивные компоненты с выводами для сквозного монтажа

Пассивные компоненты (без активных полупроводниковых элементов) предназначены для выполнения базовых электрических функций (сопротивление, ёмкость, индуктивность):

Резисторы с выводами для сквозного монтажа

Типы: Углеродистые, металлизированные, проволочные, мощные резисторы.

Основные сферы применения: Модули питания промышленных систем управления (проволочные — для высокой мощности), блоки управления двигателем в автомобилестроении (металлизированные — для точности), источники питания медицинских устройств (мощные резисторы — для отвода тепла).

Стандарты: Соответствие стандартам UL 1412 (мощные резисторы), IEC 60115 (общие резисторы).

Конденсаторы с выводами для сквозного монтажа

Типы: Электролитические (алюминиевые/танталовые), керамические, пленочные, танталовые, суперконденсаторы.

Основные сферы применения: Автомобильные системы аккумуляторов (суперконденсаторы для накопления энергии), приводы промышленных двигателей (электролитические — для сглаживания напряжения), оборудование медицинской визуализации (керамические — для стабильности на высоких частотах).

Ключевые характеристики: Электролитические конденсаторы обеспечивают высокую ёмкость; танталовые конденсаторы компактны и отличаются высокой надёжностью, что делает их пригодными для медицинских устройств.

Навесные катушки индуктивности/трансформаторы

Типы: силовые дроссели, ВЧ-дроссели, изолирующие трансформаторы, трансформаторы тока.

Основные сферы применения: Источники питания для промышленной автоматики (изолирующие трансформаторы для безопасности), автомобильные системы зарядки (силовые дроссели для регулирования напряжения), медицинские аппараты МРТ (высоковольтные трансформаторы для преобразования энергии).

Преимущества: Прочный способ намотки для работы с высокими токами и напряжением (идеально подходит для экстремальных условий).

2. Активные навесные компоненты

Активные компоненты (на основе полупроводников) позволяют усиливать сигнал, переключать или обрабатывать сигнал:

Навесные интегральные схемы (ИС)

Типы: DIP (корпус с двумя рядами выводов), SIP (корпус с одним рядом выводов), PGA (корпус с матрицей штыревых выводов), корпуса TO (транзисторы).

Основные сферы применения: Промышленные ПЛК (DIP IC для логического управления), автомобильные электронные блоки управления (PGA для микроконтроллеров высокой мощности), медицинское диагностическое оборудование (SIP для обработки сигналов датчиков).

Ключевые характеристики: Корпуса DIP упрощают ручную замену (идеальны для прототипирования/ремонта); корпуса PGA предназначены для вычислений с высокой мощностью.

Транзисторы в сквозных отверстиях

Типы: Биполярный транзистор (BJT), MOSFET, IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором), составные транзисторы Дарлингтона.

Основные сферы применения: Управление промышленными двигателями (IGBT для коммутации высокого напряжения), автомобильные силовые инверторы (MOSFET для преобразования постоянного тока в переменный), усилители мощности медицинских устройств (BJT для линейного усиления).

Стандарты: IEC 60747 (полупроводниковые приборы), AEC-Q101 (транзисторы автомобильного класса).

Диоды/тиристоры

Типы: Выпрямительные диоды, стабилитроны, светодиоды, SCR (управляемый кремниевый выпрямитель), TRIAC.

Основные сферы применения:

Автомобильные системы зарядки (выпрямительные диоды для преобразования переменного тока в постоянный), промышленные системы управления нагревом (тиристоры для регулирования мощности), индикаторные лампы в медицинских устройствах (светодиоды с выводами для лучшей видимости), источники питания бытовой техники (стабилитроны для ограничения напряжения).

3. Разъемы и клеммы (механические и электрические компоненты)

Эти компоненты обеспечивают физическое/электрическое соединение — с приоритетом надежности и долговечности:

Электрические соединители

Типы: Цилиндрические разъемы, клеммные колодки, ножевые разъемы, круглые разъемы (например, DIN 43650).

Основные сферы применения: Промышленные панели управления (клеммные колодки для проводки), автомобильные клеммы аккумулятора (ножевые разъемы), входы питания медицинских устройств (круглые разъемы с устойчивостью к стерилизации).

Ключевые характеристики: Водонепроницаемость по стандартам IP67/IP68 для использования на открытом воздухе в промышленных и автомобильных системах; материалы медицинского класса (биосовместимые) для диагностического оборудования.

Сигнальные разъемы

Типы: D-субминиатюрные (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Type-A/B, аудиоразъемы (3,5 мм), DB9/DB25.

Основные сферы применения: Бытовая электроника (USB/аудиоразъемы), промышленная автоматизация (D-sub для подключения датчиков), автомобильные развлекательные системы (RJ45 для Ethernet).

Преимущества: Монтаж в сквозные отверстия обеспечивает устойчивость к частым циклам подключения/отключения (например, аудиоразъемы для потребительского оборудования).

Клеммные блоки и разъемы

Типы: Блоки клемм с винтовыми зажимами, разъемы печатных плат, штыревые разъемы, гнездовые разъемы.

Основные сферы применения: Промышленная система управления проводкой (винтовые клеммные блоки для надежного соединения), внутренняя проводка медицинских устройств (разъемы печатных плат), жгуты проводов автомобильного шасси (штыревые разъемы для подключения модулей).

4. Электромеханические компоненты с монтажом в сквозные отверстия

Сочетание электрических и механических функций для приведения в действие или переключения:

Реле

Типы: Электромеханические реле (EMR), силовые реле, сигнальные реле, фиксирующие реле.

Основные сферы применения: Промышленные панели управления (силовые реле для коммутации высокого напряжения), автомобильные системы освещения (сигнальные реле), блокировки безопасности медицинских устройств (фиксирующие реле).

Стандарты: IEC 61810 (силовые реле), AEC-Q200 (автомобильные реле).

Переменные

Типы: Переключатели, качельные переключатели, кнопочные переключатели, DIP-переключатели, поворотные переключатели.

Основные сферы применения: Бытовая техника (качельные переключатели), промышленные панели управления (кнопки аварийной остановки), автомобильные панели (переключатели-тумблеры), медицинские устройства (стерильные кнопочные переключатели).

Ключевые характеристики: Герметичные переключатели для автомобильных/промышленных суровых условий; материалы медицинского класса, совместимые с процессами стерилизации.

Соленоиды/приводы

Типы: Линейные соленоиды, поворотные приводы.

Основные сферы применения: Автомобильные замки дверей (линейные соленоиды), промышленное управление клапанами (поворотные приводы), медицинские системы подачи жидкостей (малые соленоиды для точного контроля потока).

5. Специальные компоненты с монтажом в отверстия

Оптимизированы для узких высокопроизводительных или критически важных применений:

Предохранители и автоматические выключатели

Типы: Цилиндрические предохранители, ножевые предохранители, тепловые автоматические выключатели.

Основные сферы применения: Автомобильные электрические системы (ножевые предохранители), промышленные источники питания (вставные предохранители), медицинские устройства (предохранители с выдержкой времени для защиты от перегрузок).

Стандарты: UL 248 (предохранители), IEC 60947 (автоматические выключатели).

Кристаллы и генераторы

Типы: Кварцевые резонаторы, генераторы на кварце, модули RTC (модули часов реального времени).

Основные сферы применения: Промышленные программируемые логические контроллеры (кварцевые генераторы для точного временного контроля), автомобильные развлекательные системы (модули RTC), медицинское диагностическое оборудование (прецизионные кварцевые резонаторы для синхронизации сигналов).

Приоритетные компоненты по отраслям

Сборка печатных плат с монтажом в отверстия (THT) определяется характерными особенностями, которые делают её незаменимой для применений, требующих механической прочности, работы с высокой мощностью и долгосрочной надёжности. Ниже приведена структурированная разбивка её основных

характеристик, соответствующих секторам медицины, промышленного контроля, автомобилестроения и бытовой электроники:

Механическая прочность и долговечность

Конструкция с закреплённым соединением: Компоненты вставляются в отверстия печатной платы и припаиваются с противоположной стороны, образуя жёсткое механическое соединение (значительно более прочное, чем у поверхностно-монтируемых компонентов). Это обеспечивает устойчивость к вибрации, ударам и

механическим нагрузкам — критически важно для:

Компонентов автомобильного шасси (соответствие стандарту IATF 16949 по устойчивости к вибрации).

Промышленной робототехники и оборудования для наружного использования (устойчивость к частым перемещениям/ударам).

Разъёмов медицинских устройств (прочность при многократных циклах стерилизации).

Устойчивость к износу: Разъёмы и клеммы с монтажом в отверстия выдерживают многократное соединение и отсоединение (например, силовые шнуры бытовых приборов, клеммы панелей промышленного управления).

Высокая мощность и высокое напряжение

Надежная работа с током и напряжением: Более крупные выводы компонентов и паяные соединения позволяют технологии THT поддерживать применение в цепях с высоким током (10 А и более) и высоким напряжением (1000 В и более), в отличие от большинства SMD-компонентов:

Промышленные источники питания и контроллеры двигателей (мощные трансформаторы, резисторы).

Системы аккумуляторов электромобилей (высоковольтные клеммы и предохранители).

Медицинские сканеры МРТ и КТ (компоненты преобразования высокого напряжения).

Превосходное рассеивание тепла: Больший размер компонентов и прямое крепление на печатной плате способствуют передаче тепла, снижая риск перегрева в системах непрерывного действия (например, контроллеры промышленных печей).

Простота ручной сборки, ремонта и переделки

· Доступная пайка: Компоненты THT видны и легко паяются вручную — идеально подходят для мелкосерийного прототипирования, индивидуальных сборок или ремонта на месте.

· Упрощённая замена компонентов: Повреждённые компоненты (например, промышленные трансформаторы, реле медицинских устройств) можно удалить и заменить без использования специального оборудования для оплавления, что сводит к минимуму простои критически важных систем.

· Совместимость с устаревшими системами: Компоненты THT широко доступны для старого оборудования (например, промышленные машины со сроком службы более 10 лет), что обеспечивает долгосрочную ремонтопригодность.

Надежность в сложных условиях

· Устойчивость к внешним воздействиям: Сборки THT стабильно работают в экстремальных условиях:

Экстремальные температуры (-40 °C до 150 °C) для автомобильных систем под капотом.

Влажность/пыль (степень защиты IP65/IP67) для наружных промышленных датчиков.

Воздействие химикатов (масла, растворители) для оборудования на производственных участках.

· Стабильные электрические характеристики: Менее подвержен помехам ЭМП/РЧП в условиях шумных промышленных сред (например, системы автоматизации заводов).

Соблюдение строгих отраслевых стандартов

· Сертификация для систем, критичных к безопасности: THT соответствует нормативным требованиям по надёжности и безопасности:

Медицина: ISO 13485 и FDA 21 CFR часть 820 (для силовых соединений в устройствах жизнеобеспечения).

Промышленность: UL 508 и IEC 60335 (для высоковольтных панелей управления).

Автомобильная промышленность: IATF 16949 (для компонентов шасси с устойчивостью к вибрациям).

· Отслеживаемость: Компоненты с выводами легче проверять и подтверждать соответствие (например, кодирование партий для деталей медицинских приборов).

Совместимость со смешанной сборкой (THT + SMT)

· Гибкость гибридной конструкции: THT легко интегрируется с SMT на одной печатной плате, объединяя:

THT для высокомощных/прочных компонентов (например, автомобильные силовые разъемы).

SMT для миниатюрных схем (например, модули датчиков ADAS).

· Оптимизация затрат: Сочетает гибкость THT при производстве мелких партий с эффективностью SMT при массовом производстве.

Простой контроль и управление качеством

· Визуальная проверка: Паяные соединения видны (в отличие от скрытых SMD-соединений), что позволяет быстро проводить визуальный контроль или автоматический оптический контроль (AOI) на наличие дефектов (непропаи, перемычки).

· Доступность для тестирования: Сквозные выводы легко прозваниваются при функциональном тестировании (например, диагностика промышленных контроллеров).

Краткое описание ключевых особенностей