Montáž vedení cez otvory

Čo je montáž cez otvory na DPS?

Montáž cez otvory na DPS je tradičný výrobný proces elektroniky, pri ktorom sa súčiastky s kovovými vývodmi vsunú do vopred vyvŕtaných otvorov na tlačenom spoji (DPS) a odlitia na opačnej strane . Na rozdiel od povrchovej montáže (SMT) sú súčiastky THT mechanicky upevnené cez DPS, čo ich robí ideálnymi pre aplikácie vyžadujúce mechanickú stabilitu a odolnosť voči vysokému výkonu.

Základné vlastnosti montáže THT

· Návrh komponentov: Komponenty THT majú dlhé, tuhé vývody, ktoré prechádzajú otvormi na DPS, čím vzniká pevné mechanické spojenie.

· Metódy spájkovania:

Limity pájenia: Automatizovaný proces pre výrobu vo veľkom rozsahu – DPS sa prenášajú cez vlnu roztaveného spájky, ktorá spojí všetky vývody súčasne.

Ručné spájkovanie: Používa sa pri výrobe malých sérií, montáži prototypov alebo pri veľkých/neobvykle tvarovaných súčiastkach, ktoré nie je možné spájkovať vo vlnách.

· Mechanická pevnosť: Vloženie cez otvory a spájkovanie vytvára pevné spojenie odolné voči vibráciám, nárazom a mechanickej záťaži.

· Vedenie výkonu: Súčiastky THT sú optimalizované pre aplikácie s vysokým prúdom a vysokým napätím v dôsledku väčšej veľkosti vývodov a lepšieho odvádzania tepla.

Kľúčové kroky procesu montáže THT

· Príprava súčiastok : Skrátiť vývody súčiastok na správnu dĺžku (ak je to potrebné) pre vloženie do dosky plošných spojov.

· Vloženie: Vložiť vývody súčiastok cez vopred vyvŕtané otvory na doske plošných spojov (ručne pri prototypoch, automaticky pomocou vkladacích strojov pri sériovej výrobe).

Spájkovanie:

Limity pájenia: Doska s plošnými spojmi (so vsunutými komponentmi) prechádza cez vlnu spájkovej zliatiny, ktorá potiahne odkryté vývody a plošky a vytvorí trvalé spojenie.

Ručné spájkovanie: Použite spájkovaciu pištoľ na nanášanie spájky na jednotlivé vývody pre presné, individuálne pripojenia.

· Zrezávanie a čistenie: Po spájkovaní odrežte nadbytočnú dĺžku vývodov; vyčistite dosku s plošnými spojmi, aby ste odstránili zvyšky tavidla (je to kritické pre spoľahlivosť a dodržiavanie noriem).

· Kontrola a testovanie: Vizuálna kontrola (alebo automatizované röntgenové skenovanie pre skryté spoje) na zistenie chladných spájkov, mostíkov alebo nesprávne umiestnených komponentov; funkčné testovanie na overenie výkonu.

Výhody THT montáže

· Vynikajúca mechanická stabilita: Ideálne pre aplikácie vystavené vibráciám alebo častému pripájaniu/odpájaniu.

· Kompatibilita s vysokým výkonom/vysokým napätím: Zvláda vyšší prúd a napätie ako väčšina SMD súčiastok, čo je nevyhnutné pre napájacie zdroje, priemyselné ovládacie panely a systémy automobilových batérií.

· Jednoduchá oprava a predelávanie: Poškodené súčiastky je možné ľahko odstrániť a nahradiť (nie je potrebné špeciálne vybavenie na reflow), čím sa skracuje výpadok kritických systémov.

· Spoľahlivosť v náročných prostrediach: Odolný voči extrémnym teplotám, vlhkosti a chemickému pôsobeniu (v súlade so štandardmi ako IEC 60335 pre priemyselné použitie, IATF 16949 pre automobilový priemysel).

Aplikácie špecifické pre priemysel

THT vs. SMT: Kľúčové rozdiely

Prečo si vybrať montáž cez otvory na DPS?

Voľba montáže cez otvory na DPS (THT) je strategická pre aplikácie, kde mechanická odolnosť, schopnosť riadenia vysokého výkonu a dlhodobá spoľahlivosť sú nevyhnutné – najmä v oblastiach medicínskej techniky, priemyselného riadenia, automobilového priemyslu a spotrebného elektronického zariadenia. Nižšie sú uvedené hlavné dôvody pre výber THT, prispôsobené vašej obchodnej orientácii:

Neobmedzená mechanická odolnosť pre prostredia s vysokým zaťažením

Komponenty THT sú fyzicky ukotvené cez otvory na DPS a olovené na opačnej strane, čo vytvára oveľa pevnejšie spojenie ako povrchovo montované súčiastky (SMD). To robí THT ideálnym pre:

· Aplikácie náchylné na vibrácie/otrasy: Automobilové podvozkové komponenty, priemyselné roboty a vonkajšie zariadenia (v súlade so štandardmi IATF 16949 a IEC 60335).

· Časté pripájanie/odpájanie: Výkonné konektory, audio zásuvky a priemyselné svorkovnice (odolné voči opotrebovaniu spôsobenému opakovaným používaním).

· Náročné prevádzkové podmienky: Extrémne teploty, vlhkosť alebo vystavenie chemikáliám.

Vynikajúci výkon pri vysokom výkone/vysokom napätí

THT súčiastky sú navrhnuté tak, aby vydržali vyšší prúd, napätie a tepelné zaťaženie ako väčšina SMD súčiastok, čo je kritické pre:

· Napájacie systémy: Priemyselné zdroje napájania, napájacie jednotky lekárskych prístrojov (MRI/CT skenery) a batériové svorky automobilov.

· Zariadenia s vysokým napätím: Priemyselné ovládacie panely, systémy HVAC a komponenty nabíjania elektrických vozidiel (EV).

· Riadenie tepla: Väčšia veľkosť súčiastok a priame pripojenie na dosku plošných spojov umožňujú lepšie odvádzanie tepla, čím sa zníži riziko poruchy v systémoch so spojitou prevádzkou.

Jednoduchá oprava, predelávanie a údržba

Konštrukcia THT zjednodušuje servis po výrobe – kľúčová výhoda pre kritické zariadenia:

· Nákladovo efektívne opravy: Poškodené komponenty je možné rýchlo nahradiť bez špecializovaného vybavenia na reflow, čím sa minimalizuje výpadok.

· Flexibilita prototypov: Ideálne pre nízkoobjemové prototypovanie alebo výrobu na mieru, kde sú bežné manuálne úpravy a výmena komponentov.

· Podpora dlhšieho životného cyklu: THT komponenty sú často ľahšie dostupné pre staršie systémy, čo zabezpečuje ich ďalšiu údržbu.

Dodržiavanie štandardov bezpečnosti pre konkrétne odvetvia

THT vyhovuje prísnym predpisom týkajúcim sa bezpečnosti a spoľahlivosti:

· Medicínska: Zodpovedá normám ISO 13485 a FDA 21 CFR časť 820 pre kritické napájací pripojenia v diagnostických zariadeniach a chirurgických nástrojoch.

· Priemyselné ovládanie: Splňuje požiadavky UL 508 a IEC 60335 pre svorkovnice pre vysoké napätie a ovládače motorov.

· Automobilový priemysel: Dodržiavanie štandardu IATF 16949 pre komponenty odolné voči vibráciám a bezpečnostne kritické systémy.

Kompatibilita so zmiešanou montážou (THT + SMT)

THT dopĺňa SMT pri riešení zložitých konštrukčných úloh:

· Použite THT pre vysokovýkonové / trvanlivé komponenty a SMT pre miniaturizované obvody na tej istej DPS.

· Vyvážte náklady a výkon: THT rieši vlastné, malosériové, vysokovýkonové súčiastky, zatiaľ čo SMT automatizuje sériovú výrobu štandardných komponentov.

Spoľahlivosť pre bezpečnostne kritické aplikácie

Silné spojenia THT znížujú riziko výpadkov v systémoch, kde majú výpadky alebo poruchy vážne následky:

· zdravotnícke pomôcky: Napájacie konektory pre monitorov pacientov a zariadenia na životnú podporu.

· Priemyselná automatizácia: Systémy núdzneho zastavenia a moduly riadenia robotov.

· Automobilový priemysel: Snímače brzdového systému a svorky systému riadenia batérie (BMS).

Zostava dosiek plošných spojov prechodom cez otvory (THT) je definovaná výraznými vlastnosťami, ktoré ju robia nenahraditeľnou pre aplikácie vyžadujúce mechanickú pevnosť, schopnosť riadenia vysokého výkonu a dlhodobú spoľahlivosť. Nižšie je štruktúrovaný prehľad jej základných vlastností, zameraných na odvetvia medicínskych prístrojov, priemyselného riadenia, automobilového priemyslu a spotrebnej elektroniky:

Mechanická pevnosť a trvanlivosť

Navrhnuté kotviace spojenie: Súčiastky sa vsúvajú do otvorov na doske plošných spojov a lúhujú sa na opačnej strane, čím vzniká tuhý mechanický spoj (omnoho pevnejší ako u povrchovo montovaných súčiastok). Tento spoj odoláva vibráciám, nárazom a fyzickej záťaži – kritické pre:

Chassis komponenty automobilov (zhoda s IATF 16949 pre odolnosť proti vibráciám).

Priemyselnú robotiku a vonkajšie zariadenia (odolnosť voči častému pohybu/nárazom).

Konektory lekárskych prístrojov (trvanlivosť pre opakované cykly sterilizácie).

Odolnosť voči opotrebovaniu: Priechodné konektory a svorky vydržia časté pripájanie a odpájanie.

Vysoký výkon a vysoké napätie

Odolnosť voči vysokému prúdu/napätiu: Väčšie vývody súčiastok a spájkované spoje umožňujú technológii THT podporovať aplikácie s vysokým prúdom (10 A a viac) a vysokým napätím (1000 V a viac), na rozdiel od väčšiny SMD súčiastok:

Priemyselné zdroje napätia a ovládače motorov (vysokovýkonové transformátory/odpory).

Automobilové batériové systémy EV (vysokonapäťové svorky a poistky).

Lekárske prístroje MRI/CT (komponenty premeny vysokého napätia).

Vynikajúce odvádzanie tepla: Väčšia veľkosť komponentov a priame upevnenie na dosku plošných spojov usnadňujú odvod tepla, čím sa zníži riziko prehriatia v systémoch so spojitým prevádzkovým režimom.

Jednoduchá ručná montáž, oprava a predelávanie

· Prístupné spájkovanie: THT súčiastky sú viditeľné a ľahko sa ručne spájkujú – ideálne pre nízkoobjemové prototypovanie, vlastné zostavy alebo opravy na mieste.

· Zjednodušená výmena súčiastok: Poškodené komponenty je možné odstrániť a nahradiť bez špecializovaného vybavenia na reflow, čím sa minimalizuje výpadok kritických systémov.

· Kompatibilita so staršími systémami: THT komponenty sú široko dostupné pre staršie zariadenia, čo zabezpečuje dlhodobú údržbu.

Spoľahlivosť v náročných prostrediach

· Odolnosť voči vonkajším podmienkam: THT zostavy spoľahlivo fungujú v extrémnych podmienkach:

Extrémne teploty (-40 °C až 150 °C) pre automobilové systémy umiestnené pod kapotou.

Vlhkosť/prach (stupne ochrany IP65/IP67) pre vonkajšie priemyselné snímače.

Vystavenie chemikáliám (oleje, rozpúšťadlá) pre zariadenia na výrobnej ploche.

· Stabilný elektrický výkon: Menej náchylné na rušenie EMI/RFI v šumivých priemyselných prostrediach.

Dodržiavanie prísnych priemyselných noriem

· Certifikácia pre bezpečnosť kritických systémov: THT zodpovedá predpisom týkajúcim sa spoľahlivosti a bezpečnosti:

Medicína: ISO 13485 a FDA 21 CFR Part 820.

Priemysel: UL 508 a IEC 60335.

Automobilový priemysel: IATF 16949.

· Sledovateľnosť: Komponenty prechádzajúce otvorom je jednoduchšie kontrolovať a overovať ich zhodu.

Kompatibilita so zmiešanou montážou (THT + SMT)

· Flexibilná hybridná konštrukcia: THT sa bezproblémovo integruje so SMT na tej istej doske plošných spojov, čím kombinuje:

THT pre vysokovýkonné / trvanlivé komponenty.

SMT pre miniaturizované obvody.

· Optimalizácia nákladov: Vyváženie níkych objemov a prispôsobiteľnosti THT s efektívnosťou sériovej výroby SMT.

Jednoduchá kontrola a zabezpečenie kvality

· Vizuálna overiteľnosť: Spájkové spoje sú viditeľné (na rozdiel od skrytých SMD spojov), čo umožňuje rýchlu vizuálnu kontrolu alebo automatizovanú optickú kontrolu (AOI) chýb (studené spájky, mostíky).

· Prístupnosť testovania: Vodiče prechádzajúce otvorom je jednoduché preskúmať pri funkčnom testovaní.