Durchgangsloch – Warum ist es immer noch relevant für PCB-Designs?

Bei der Herstellung elektronischer Komponenten spielt die Leiterplatte eine entscheidende Rolle für deren Qualität und Benutzerfreundlichkeit. Die letztendliche Funktionalität einer Leiterplatte hängt von dem Design ab, das zu ihrer Herstellung verwendet wird, und wie wir noch besprechen werden, gibt es zwei weit verbreitete Designs:Through-Hole-Technologie und Surface-Mount-Technologie.

Unser Hauptaugenmerk in diesem Artikel liegt auf der Through-Hole-Technologie, und wir werden im Detail darauf eingehen, warum sie in der Elektronikfertigung weit verbreitet ist.

1. Was ist Through-Hole-Technologie?

Es ist eine Montagetechnik, bei der die Leitungen und Chips elektronischer Komponenten in Durchgangslöcher auf der Leiterplatte eingeführt werden. Hier werden diese Pins von unten auf Pads auf den gegenüberliegenden Seiten der Platine gelötet. Diese Technik wird normalerweise von Hand oder manchmal durch Einsetzmaschinen durchgeführt. Diese Technologie gedieh bis in die späten 1980er Jahre gut, als die Oberflächenmontagetechnologie (SMT) sie nach unten krönte. Mit der Einführung der Oberflächenmontage wurde erwartet, dass das Durchgangsloch veraltet sein würde. Dennoch hat es sich mit seinen zahlreichen und unverwechselbaren Vorteilen sowie seiner Zuverlässigkeit bewährt.

2. Durchgangsbohrung führt

PCBs, die Through-Hole verwenden, haben Kabelanschlüsse, die es in zwei Arten gibt:radiale oder axiale Anschlüsse.

2.1.Axial

Die axialen Leitungen haben eine ähnliche Form wie Drahtbrücken und ragen aus dem Spitzenende entweder kastenförmiger oder zylindrischer Komponenten der PCB heraus. Diese Vorsprünge bilden nahezu eine perfekte geometrische Symmetrieachse. Obwohl sie hervorstehen, stehen sie nicht viel über der Oberfläche der Leiterplatte, wodurch sie flach wird, wenn sie abgelegt wird.

Axiale Leitungen werden häufig verwendet, um kurze Entfernungen auf einer Leiterplatte zu überbrücken und gleichzeitig Punkt-zu-Punkt-Verdrahtungen zu überbrücken, die auf freiem Raum nicht unterstützt werden.

2.2.Radial

Der Name „Radial“ kommt von der parallelen Projektion der Anschlussdrähte von den Komponenten zur Oberflächenplatine, und radiale Anschlussdrähte sind mit den Enden der Gehäuse synchron. Früher wurden sie identifiziert, weil sie die Form des Radius der zylindrischen Komponenten annahmen, über die sie hinausragten, aber die axialen Leads machten diese Definition später zunichte.

An Bord haben die radialen Komponenten eine 90-Grad-Winkelformation mit einem geringeren Platzbedarf als die axialen Anschlüsse. Sie besitzen aufgrund ihrer parallelen Zusammensetzung auch eine Plugin-Natur, was sie zu einer guten Wahl für den Einsatz in Komponenten macht, die höhere Automatisierungsgeschwindigkeiten erfordern.

3. Durchstecklöten

Nun, Löten ist eine der notwendigen Fähigkeiten, die Sie benötigen, um sich in die Welt der Elektronik zu wagen. Es ist sehr wichtig, sich auf einer Leiterplatte zurechtzufinden, was ausgetauscht werden muss und wo. Bei der Reparatur von Boards mit Through-Hole-Technologie ist jedoch viel Präzision gefragt.

3.1.Erweitertes PTH

Vorausgesetzt, Sie verfügen über die erforderlichen Lötkenntnisse, können Sie sich für Ihre Lötarbeiten für die Advanced PTH-Technik entscheiden. Lassen Sie uns tauchen und einige der wichtigsten Tipps sehen, die Sie lernen müssen.

1. Lernen Sie zu kontrollieren, wie das Lot fließt. Diese Fertigkeit werden Sie als Erstes lernen, aber mit der Zeit und Übung werden Sie sie richtig hinbekommen.

2. Lernen Sie, verschiedene Spitzen der Lötpistole zu verwenden und zu steuern. Das liegt daran, dass verschiedene Anwendungen separate Tipps erfordern, und Sie sollten wissen, wie man sie verwendet.

3. Wenn Sie sich für eine Pistole entschieden haben, erhitzen Sie das Kabel und das Pad und lassen Sie das Lot glatt durch das Loch auf der Platine fließen.

4. Lassen Sie den Lötkolben abkühlen, dann ist Ihre Verbindung fertig.

5. Sie können diese Technik auch verwenden, wenn Sie Brücken zwischen zwei Durchgangslöchern erstellen.

3.2. Reinigung

Nach dem Löten ist es wichtig zu wissen, wie man es reinigt. Was reinigen wir, werden manche fragen? Nun, wenn Sie es mit bleifreiem Lot zu tun haben, neigen Sie dazu, Ihre Leiterplatte mit Flussmittel zu verschmutzen. Dieses Flussmittel kann vom Lötkolben selbst stammen oder wenn Sie absichtlich Flussmittel auftragen, um falsche Verbindungen zu vermeiden. Also, wie gehen wir vor?

Der beste und empfohlene Weg ist die Verwendung einer kleinen Zahnbürste, die Sie mit Isopropylalkohol tauchen oder besprühen und das Brett bürsten. Wenn Sie jedoch an vielen Platinen arbeiten und Gefahr laufen, dass das Flussmittel auf den Platinen trocken bleibt, können Sie einen Topf mit destilliertem Wasser füllen. Das destillierte Wasser stellt sicher, dass sich keine Verunreinigungen im Kreislauf befinden.

4. Vorteile der Through-Hole-Technologie

Die Through-Hole-Technologie ist beeindruckend, obwohl sie wiederholt dort war, und neuere Technologien könnten sie ersetzen. Was sind die Gründe, die es immer noch zu einer begehrten Technologie gegenüber der Oberflächenmontage machen? Werfen wir einen Blick auf die Vorteile dieser Technologie für PCB-Designs.

4.1.Robust

Through-Hole-Komponenten erweisen sich aufgrund ihrer Haltbarkeit und Effektivität als echte Goldgrube, wenn es um Produkte geht, die sichere Verbindungen in ihren Schichten erfordern.

Wenn Sie also an einer Leiterplatte mit dieser Technologie arbeiten, werden Sie feststellen, dass sie unabhängig von den Umweltbelastungen, denen Sie sie aussetzen, in Kontakt bleiben. Through-Hole-Bauteile werden verstärkt, wenn sie durch die Platine verlaufen im Vergleich zu SMT-Bauteilen, die nur auf die Leiterplatte gelötet werden.

Mit diesem Aspekt werden sie häufig in der Militär- und Luft- und Raumfahrtelektronik verwendet, da sie extrem variablen Bedingungen standhalten können.

4.2.Stärkere mechanische Bindungen

Die Through-Hole-Technologie eignet sich perfekt für Komponenten, die schwerer oder voluminöser in ihrer Zusammensetzung sind. Es ist beträchtlich, weil sie stärkere mechanische Bindungen in ihren Leiterplatten benötigen, die die gewöhnliche Oberflächenmontagetechnologie für diese Elektronik nicht bieten kann.

4.3.Einfaches Prototyping

Mit der Through-Hole-Technologie haben Designer es einfacher, da sie bequem manuell ausgetauscht und angepasst werden können. Through Board verwendet auch Steckbrettbuchsen, die beim Prototyping unerlässlich sind.

5. Einschränkungen in Bezug auf die Through-Hole-Technologie

Obwohl die Through-Hole-Technologie als einzigartige und verlockende Technologie gilt, hat sie auch nach der Oberflächenmontage noch einige Nachteile. Die Technologie ist nicht praktikabel für schnellere Komponenten, die möglicherweise eine kleine Streukapazität und -induktivität für ihre Drahtleitungen benötigen.

5.1.Beansprucht mehr Platz auf dem Board

Sobald Sie sich für die Through-Hole-Technologie entschieden haben, muss viel Platz auf Ihrer Platine für die Unterbringung der Kabelanschlüsse benötigt werden, sodass Sie in eine größere Leiterplatte investieren müssen. Die größere Leiterplatte reduziert die Notwendigkeit, die gesamte Verdrahtung zu minimieren und die Platine auf eine allgemein brauchbare Größe zu schneiden.

6. Oberflächenmontagetechnologie (SMT)

Die Oberflächenmontagetechnologie ist immer mit dem Durchgangsloch verbunden, obwohl sie sich eindeutig unterscheiden. Diese Technologie funktioniert, indem die Anschlussdrähte der Komponenten direkt durch Löten untergebracht werden, und es findet keinerlei Bohren statt. Im Gegensatz zu Through-Hole ist diese Technologie für Designer recht einfach zu erstellen. Es war wegen seiner vergleichsweise niedrigeren Preise revolutionär, alle bisherigen Elektroniken zu produzieren und herzustellen; Die meisten können diese Technologie jetzt übernehmen.

Schlussfolgerung

Der aktuelle Stand der Dinge ist, dass beide Designs, obwohl sie wie eine ständige Ergänzung erscheinen, in der Elektronikfertigung weit verbreitet sind. Beim Reparieren und Löten der Through-Hole-Platinen sollte, wie bereits erwähnt, viel Präzision vorhanden sein, um sicherzustellen, dass die Pins der Anschlussdrähte fest sitzen und Sie die zu lötenden Komponenten fest im Griff haben . Dies führt letztendlich zu Ihrem Wunsch als Elektronik-Enthusiast oder mit welcher Art von Elektronik Sie hantieren.