Through-Hole – Waarom is het nog steeds relevant in PCB-ontwerpen?

Als het gaat om de productie van elektronische componenten, speelt de PCB een cruciale rol in de kwaliteit en bruikbaarheid. De uiteindelijke functionaliteit van een PCB hangt af van het ontwerp dat is gebruikt om het te maken, en zoals we gaan bespreken, zijn er twee veelgebruikte ontwerpen:Through-Hole-technologie en Surface Mount-technologie.

Onze primaire focus in dit artikel zal de Through-Hole-technologie zijn, en we zullen in detail ingaan op de reden waarom deze gangbaar is bij de productie van elektronica.

1. Wat is Through-Hole-technologie?

Het is een montagetechniek waarbij de draden en chips van elektronische componenten doorgaande gaten op de printplaat worden gestoken. Hier worden deze pinnen van onderaf gesoldeerd naar pads aan de tegenovergestelde zijden van het bord. Deze techniek wordt meestal met de hand gedaan of soms door machines voor insteekmontage. Deze technologie floreerde goed tot het einde van de jaren tachtig, met de Surface Mount Technology (SMT) die het dempte. Met de introductie van de oppervlaktemontage werd verwacht dat de Through-Hole achterhaald zou zijn. Toch heeft het de tand des tijds doorstaan ​​met zijn talrijke en onderscheidende voordelen en zijn betrouwbaarheid.

2. Through-hole leads

PCB's die Through-Hole gebruiken, hebben draaddraden die in twee typen verkrijgbaar zijn:radiale of axiale draden.

2.1.Axiaal

De axiale geleiders hebben dezelfde vorm als draadjumpers en steken uit het uiteinde van ofwel doosvormige of cilindrische componenten van de PCB. Deze uitsteeksels zullen bijna een perfecte geometrische symmetrieas vormen. Hoewel ze uitsteken, komt het niet veel boven het oppervlak van de printplaat uit, waardoor het vlak is als het wordt neergezet.

Axiale kabels worden vaak gebruikt om korte afstanden op een printplaat te overbruggen, terwijl ze ook punt-naar-punt bedrading overspannen die open ruimte niet ondersteunt.

2.2.Radiaal

De radiale naam komt van hun parallelle projectie van de draden van de componenten naar het oppervlaktebord, en radiale draden lopen synchroon met de uiteinden van de verpakkingen. Voorheen werden ze geïdentificeerd omdat ze de vorm aannamen van de straal van de cilindrische componenten waar ze overheen uitstaken, maar de axiale leidingen maakten deze definitie later teniet.

Aan boord hebben de radiale componenten een hoek van 90 graden met een kleinere voetafdruk dan de axiale leidingen. Ze hebben ook een plug-in karakter vanwege hun parallelle samenstelling, waardoor ze een aanzienlijke keuze zijn om te gebruiken in componenten die hogere automatiseringssnelheden vereisen.

3. Solderen met doorgaand gat

Nou, solderen is een van de noodzakelijke vaardigheden die je nodig hebt om je in de elektronicawereld te wagen. Weten wat de weg is op een printplaat met wat er moet worden vervangen en waar is zeer cruciaal. Maar als het gaat om het repareren van boards die through-hole-technologie gebruiken, komt er veel precisie op zijn plaats.

3.1.Geavanceerde PTH

Ervan uitgaande dat je de nodige soldeervaardigheden binnen handbereik hebt, zou je voor je soldeerwerk kunnen kiezen voor de Advanced PTH-techniek. Laten we een duik nemen en enkele van de essentiële tips bekijken die u moet leren.

1. Leer beheersen hoe het soldeer vloeit. Deze vaardigheid is het eerste dat je leert, maar met de tijd en oefening zul je het goed krijgen.

2. Leer de verschillende punten van het soldeerpistool te gebruiken en te bedienen. Dat komt omdat voor verschillende toepassingen aparte tips nodig zijn, en je moet weten hoe je ze moet gebruiken.

3. Als je eenmaal hebt besloten welk pistool je wilt gebruiken, verwarm dan het snoer en de pad en laat het soldeer soepel door het gat op het bord stromen.

4. Laat de soldeerbout afkoelen, dan heb je je aansluiting klaar.

5. U kunt deze techniek ook gebruiken wanneer u bruggen maakt tussen twee doorgaande gaten.

3.2. Schoonmaak

Nadat u uw soldeerwerk hebt uitgevoerd, is het cruciaal om te weten hoe u het moet reinigen. Wat maken we schoon, vragen sommigen zich misschien af? Welnu, als je te maken hebt met loodvrij soldeer, heb je de neiging om je PCB te verknoeien met flux. Deze flux kan afkomstig zijn van de soldeerbout zelf of wanneer u ervoor kiest om flux opzettelijk toe te passen om verkeerde verbindingen te voorkomen. Dus, hoe pakken we dit aan?

De beste en aanbevolen manier is om een ​​kleine tandenborstel te gebruiken die je doopt of spuit met isopropylalcohol en het bord borstelt. Maar als je aan veel boards werkt en het risico loopt dat het vloeimiddel op de boards droogt, kun je een crockpot vullen met gedestilleerd water. Het gedestilleerde water zorgt ervoor dat er geen onzuiverheden in het circuit komen.

4. Voordelen van Through-Hole-technologie

De through-hole-technologie is indrukwekkend, ook al is deze er herhaaldelijk geweest, en nieuwere technologieën kunnen deze vervangen. Wat zijn de redenen waarom het nog steeds een gewenste technologie is boven de oppervlaktemontage? Laten we eens kijken naar de voordelen van deze technologie voor PCB-ontwerpen.

4.1.Stevig

Doorlopende componenten blijken een echte goudmijn te zijn vanwege hun duurzaamheid en effectiviteit als het gaat om producten die veilige verbindingen in hun lagen vereisen.

Dus als u met deze technologie op een printplaat werkt, zult u merken dat ze in contact blijven, ongeacht aan welke omgevingsbelasting u deze blootstelt. Through-hole componenten zijn versterkt wanneer ze door het bord lopen in vergelijking met SMT-componenten die alleen op de PCB's zijn gesoldeerd.

Met dit aspect worden ze vaak gebruikt in militaire en ruimtevaartelektronica, omdat ze extreme variabele omstandigheden kunnen doorstaan.

4.2.Sterkere mechanische bindingen

Through-hole-technologie werkt perfect voor componenten die zwaarder of omvangrijker van samenstelling zijn. Het is aanzienlijk omdat ze mechanisch sterkere verbindingen in hun PCB's nodig hebben, die gewone Surface Mount-technologie deze elektronica niet zal bieden.

4.3.Gemakkelijker prototypen

Met de Through-Hole-technologie hebben ontwerpers een gemakkelijkere tijd vanwege hun gemak bij handmatige vervanging en aanpassingsmogelijkheden. Through board maakt ook gebruik van breadboard-sockets, die essentieel zijn bij het maken van prototypen.

5. Beperkingen met betrekking tot Through-Hole-technologie

Hoewel Through-Hole-technologie een unieke en verleidelijke technologie is, heeft het nog steeds een paar nadelen, zelfs na montage op het oppervlak. De technologie is niet praktisch voor componenten met een hogere snelheid die mogelijk een kleine afwijking in capaciteit en inductantie nodig hebben voor de draadleidingen.

5.1.Neemt meer bestuursvastgoed op

Als u eenmaal kiest voor de Through-Hole-technologie, zal veel van uw bordruimte de lodge van de draadkabels moeten onderhouden, waardoor u moet investeren in een grotere PCB. De grotere PCB vermindert de essentie van het minimaliseren van alle bedrading en het snijden van het bord tot een algemeen werkbaar formaat.

6. Surface Mount Technology (SMT)

De technologie voor oppervlaktemontage wordt altijd geassocieerd met de Through-Hole, hoewel ze uniek te onderscheiden zijn. Deze technologie werkt door de kabels van de componenten direct door te solderen en er gebeurt helemaal niets. In tegenstelling tot Through-Hole is deze technologie vrij eenvoudig te maken voor ontwerpers. Het was revolutionair vanwege de relatief lagere prijzen om alle eerdere elektronica te produceren en te vervaardigen; de meesten kunnen deze technologie nu gebruiken.

Conclusie

De huidige stand van zaken is dat, hoewel de twee ontwerpen een constante voltooiing lijken, ze beide veel worden gebruikt bij de vervaardiging van elektronica. Als het gaat om het repareren en solderen van de Through-Hole-boards, zoals eerder besproken, moet er veel precisie zijn om ervoor te zorgen dat de pinnen van de leads stevig passen en ervoor zorgen dat u de te solderen componenten stevig vasthoudt . Dit leidt uiteindelijk tot je verlangen als elektronicaliefhebber of wat voor soort elektronica je hanteert.