Jotta SMT:n ja läpiviivaustekniikan (THT) valinta olisi helpompaa, tutkitaan niiden eroja rinnakkain:
Valinta SMT:n ja reikäpiirilevyn (THT) välillä vaikuttaa sekä piirilevyn valmistuksen alustaviin että pitkäaikaisiin kustannuksiin. Tarkastellaan, mistä nämä kustannukset johtuvat:
SMT: Korkeammat asennuskustannukset, koska vaaditaan automaattisia komponenttien asennuslaitteita, juotetulostekniikan (solder paste) valmistusta ja uunien (reflow oven) käyttöönottoa. Asennuskustannukset kuitenkin kompensoituvat alhaisemmalla yksikkökustannuksella suurissa sarjoissa.
THT: Alhaisemmat pienissä sarjoissa tai prototyypityksessä, koska komponenttien manuaalinen asennus on mahdollista. Kuitenkin automatisoiduissa (aaltojuotossa) tuotantoympäristöissä erikoisvarusteiset asennuslaitteet lisäävät merkittävästi kustannuksia.
SMT-osat: Yleensä huomattavasti edullisempia suurten tuotantomäärien ja pienempien mittojen vuoksi.
THT-komponentit: THT-elementit ovat yleensä huomattavasti kalliimpia, erityisesti kun markkina siirtyy kohti SMD-komponentteja.
SMT: Suurilla määrillä SMT-asennus on huomattavasti edullisempaa liitosta kohden nopeuden ja automaation ansiosta. Reikien poraamisen välttäminen vähentää piirilevyn valmistuskustannuksia.
THT: Kalliimpaa, koska jokainen reikä vaatii porauksen (enemmän levymateriaalia ja aikaa); työvoimakustannukset ovat korkeammat manuaalisessa työssä.
SMT: Uudelleenasennus on mahdollista, mutta se saattaa vaatia erityistaitoja ja laitteita (kuuma-ilma-ase, pieni suurennuslasi). Pienet komponentit ovat helppoa vahingoittaa tai menettää.
THT: Helpompaa korjata/vaihtaa liekkiputkella ja perustyökaluilla – mikä tekee niistä luotettavampia prototyyppien, laboratoriotyön tai kenttähuollon käyttöön.
Kustannusvertailutaulukko:
|
Kategoria
|
SMT
|
- Ei, ei, ei, ei
|
|
Suunnittelukustannus (määrä)
|
Korkea (kompensoidaan suurilla tuotantomäärillä)
|
Työkalu – korkea (koneet/manuaalinen)
|
|
Kustannus osaa/kohdetta kohden
|
Alhainen (automaattinen, luotettava)
|
Suurempi (tuotteet, työvoima, tylsä)
|
|
Levynvalmistuskustannus
|
Alhaisempi (ei aukeamia, paljon vähemmän materiaalia)
|
Korkeampi (reikien poraus/materiaalit)
|
|
Korjaus-/uudelleenvalmistuskustannus
|
Korkeampi (erilliset työkalut/osaaminen)
|
Vähentynyt (käsin tehtävät työkalut/helppokäyttöisyys)
|
|
Ihanteellinen
|
Suuritehoinen, tulevaisuuden ja asiakasmarkkinoiden käsittely
|
Prototyypitys, vaativat käyttöolosuhteet, huoltopalvelu
|
Kun käyttää pintaliitos- (SMT) vai läpi-rei’ä -tekniikkaa (THT)
Valinta SMT:n ja THT:n välillä voi määrittää piirilevyn suunnittelun onnistumisen, luotettavuuden ja kustannustehokkuuden. Tässä ovat ohjeet siitä, milloin kumpaa asennustapaa tulisi käyttää:
Valitse SMT, kun:
Tarvitset pienikokoistamista ja tiukkaa rakennetta (käytettävät laitteet, kuulonparantimet, IoT).
Tuotteesi on kuluttajille suunnattu, kustannusherkkä tai sen pitää valmistaa miljoonia kappaletta.
Korkean nopeuden digitaalinen tai RF-signaalitehokkuus on ratkaisevan tärkeää (lyhyet signaalireitit vähentävät häiriöinduktanssia/kapasitanssia).
Piirilevyn tila on kustannustekijä; komponenttien sijoittaminen levyn molemmille puolille on välttämätöntä.
Suuritehoinen automatisoitu piirilevyn valmistus on suunniteltu.
Valitse THT, kun:
Korttisi on altis mekaaniselle jännitykselle, korkealle resonanssille tai ankariin olosuhteisiin (autoteollisuus, teollisuus).
Liittimet, suuret kondensaattorit, käämit, muuntajat tai muut suuret komponentit on sisällytettävä.
Projekti on edelleen prototyyppivaiheessa, vaatii käsikäyttöistä uudelleenhuoltoa tai paikallisesti suoritettavaa huoltoa/korjausta.
Sinun on varmistettava liitospisteiden mekaaninen kestävyys, erityisesti teholähteiden (syöttöjä/relaysia/tehovahvistimia) osalta.
Tuotanto on pieniä sarjoja, yksilöllisiä tai yksittäisiä tuotteita (R&D, koulutus ja tutkimus, nopeita toimituksia vaativat tehtävät).
Hybridimenetelmä: SMT:n ja läpi-reiän menetelmän yhdistäminen
Monet nykyaikaiset PCB-muodot hyötyvät hybridipohjaisesta PCB-asennustekniikasta, joka hyödyntää parhaat ominaisuudet sekä SMT- että läpi-reiän nykyaikaisista tekniikoista. Tätä yhdistettyä asennustekniikkaa käytetään erityisesti ajoneuvoelektroniikassa, teollisessa automaatiossa, LED-valaistusjärjestelmissä ja monimutkaisissa IoT-ohjaimissa.
Miksi käyttää hybridistrategiaa?
SMT:tä käytetään piirikorttien kokoonpanoon, vastuksien, kondensaattorien ja korkean tiukkuuden piirien valmistukseen.
THT:tä käytetään suurten sovittimien, mekaanisten releiden, teholaitteiden, läpi kortin kulkevien liitosjohdojen sekä kaikkien niiden komponenttien asennukseen, jotka vaativat vahvaa mekaanista tukea tai helppoa vaihtoa.
Hyödyt:
Yhdistää pienentämisen ja mekaanisen kestävyyden.
Vähentää piirikortin kokoa ja kustannuksia samalla kun varmistetaan luotettavuus tärkeille piirille.
Mahdollistaa teollisuuden standardien mukaisten sovittimien ja suurten passiivikomponenttien käytön.
Esimerkkialat:
Esimerkkialat ja sovellukset
Autoteollisuus: Digitaaliset ohjauslaitteet, moottorikortit ja havaintoyksikkömoduulit hyödyntävät SMT:tä kannettavien mikro-ohjaimien ja signaalinkäsittelyä suorittavien piirien asennukseen, kun taas THT:tä käytetään korkean värähtelyn alaisissa liittimissä, releeissä ja tehomosfet-elektronisissa kytkimissä.
Teollinen automaatio: SMT on yleinen ratkaisu prosessointiin, pinnallisesti asennettaviin passiivikomponentteihin ja viestintäpiireihin; THT käsittelee suuria ruuviliittimiä, muuntajia ja suuritehoisia osia, jotka ovat jatkuvan mekaanisen ja lämpötilan rasituksen alaisia.
LED-valaistus: SMT-tuotteet ovat tiukkoon pakattuja, tehokkaita moottoripyöräilijöiden integroituja piirejä (IC) ja pieniä SMD-LED:iä; THT valitaan suurille kondensaattoreille, läpikuuluville johtoportteille ja raskaille kevytalu-miniumelektrolyyttisille kondensaattoreille, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä suojatun tehon jakelussa valaistuspaneelien yhteydessä.
Lääketieteelliset laitteet ja käytettävät laitteet: SMT mahdollistaa pienimuotoisuuden ja kaksipuolisen asennuksen, jotka ovat välttämättömiä pienille anturilaitteille ja langattomalle tiedonsiirrolle; kaikki korkean luotettavuuden liittimet, esimerkiksi laskutukseen, tietoihin tai elintärkeisiin tehopiireihin, käyttävät usein THT:ta.
Ilmailu ja puolustusteollisuus: Sotilasstandardin mukaiset laitteet yhdistävät pääasiassa tiukkoon pakatut SMT-suorittimet ja muistipiirit THT:n kanssa elintärkeiden liitäntöjen ja tehtävän kannalta kriittisten komponenttien varmistamiseksi, jotka kestävät iskuja, resonanssia ja lämpötilan vaihteluita.
Tehoelektroniikkalaitteet: Korkean tehon muuntajat, vahvistimet, invertterit ja sähköverkkoon kytketyt komponentit sisältävät THT:ta (suurten kytkentäkomponenttien, lämmönpoistopintojen ja suurten muuntajien varmistamiseksi) sekä SMT:ta (ohjaimien, logiikan ja anturipiirien varmistamiseksi).
Ympäristövaikutukset ja mallit
Ympäristövaikutuksia, joita aiheuttavat modernien innovaatioiden käyttöönotto, ei saa sivuuttaa, erityisesti kun sähköjätteen ja kestävyyttä koskevat vaatimukset vaikuttavat tuotteen suunnitteluun.
SMT:n ympäristöedut:
Vähemmän piirilevyä ominaisuutta kohden (pienentäminen vähentää merkittävästi sähköjätettä).
Korkeampi automaatio vähentää energian ja raaka-aineiden hukkaantumista asennusprosessin aikana.
THT:n ympäristöhuomiot:
Edellyttää enemmän piirilevyä (poraukseen) ja lisää kiinnitystarvikkeita (liitosten mitan vuoksi).
Kuitenkin pidempi käyttöikä ja helpompi huolto voivat pidentää tuotteen käyttöikää, mikä vähentää kokonaissähköjätettä pitkällä aikavälillä.
Nykyiset trendit:
Robotiikka ja tekoäly edistävät edelleen automatisoitua SMT-asennusta sekä automatisoitua THT-asennusta, mikä pienentää nopeuseroa pien- ja keskitilavuuksien tuotannossa.
Ajolähtö kohti ultra-mikroskooppisia elektronisia laitteita ammattimaisiin käyttöön tarkoitettuihin kulkuun ja IoT:hen edistää SMT:tä.
Tarve kestäville, käytännöllisille ja tehonkestäville suunnitteluille autoalalla sekä merkittävät markkinavarmuudet varmistavat THT:n jatkuvan tärkeyden tietyissä toiminnoissa.
Johtopäätös
Mitä siis valita elementtien asennustavaksi työhösi – pinnalle asennettava (SMT), läpi reiän asennettava (THT) vai hybridiasennus? Vastaus riippuu ensisijaisista huolenaiheistasi.
Valitse SMT nykyaikaisiin, kompakteihin, korkeanopeus- ja suuritehollisiin digitaalilaitteisiin – esimerkiksi kulkuun tarkoitettuihin laitteisiin, älylaitteisiin, IoT-laitteisiin, kuluttajalaitteisiin ja RF-suunnitteluun. Automatisoidut lyhyet signaalipolut, korkea tiukkuus ja alhaisemmat valmistuskustannukset ovat tässä kysyntässä ylivoimaisia.
Valitse THT kun mekaaninen kestävyys, tehonkäsittelykyky, resonanssivastus ja korjattavuus ovat tärkeämpiä kuin kompaktisuus – esimerkiksi kaupallisissa ohjausjärjestelmissä, ajoneuvomoduuleissa, ilmailun PCB:issä ja teholähteissä.
Käsittele hybridiasennusta menetelmä monitieteellisten asettelujen toteuttamiseen – käytä automatisoitua SMT:tä nopeuden ja tiukkuuden saavuttamiseen, mutta hyödynnä THT:tä kenttävaihdettavien sovittimien, korkean rasituksen alueiden tehosyöttöjen ja tärkeiden liitäntöjen toteuttamiseen.
Yhteenvetona voidaan todeta, että maailmanlaajuista "ideaalista" ratkaisua ei ole. Jokainen piirilevyn valmistustekniikka tarjoaa erityisiä etuja, jotka on suunnattu eri sovelluksiin, asennusympäristöihin ja liiketoimintatilanteisiin. Nykypäivän edullisimmat tuotteet yhdistävät SMT:n ja THT:n ja hyödyntävät kumpaakin niissä kohtaa, joissa ne tuovat eniten arvoa. Älykkäät kehittäjät tekevät yhteistyötä kokemusten varassa toimivien piirilevyjen valmistus- ja asennusosaajien kanssa löytääkseen parhaan tasapainon – parantaakseen luotettavuutta, valmistettavuutta ja kokonaiselinkaaren kustannustehokkuutta.
UKK: SMT vs. läpiviivausasennus
1. Mikä on merkittävin ero SMT:n ja läpiviivausasennuksen välillä?
Pintaliitosmoderni teknologia (SMT) yhdistää komponentit piirilevyn pinnalle, kun taas läpi rei'itetty teknologia (THT) sisältää komponenttien asettamisen reikien läpi levyn ja niiden kiinnittämisen juottamalla vastakkaiselle puolelle. SMT mahdollistaa korkean komponenttiympäristön tiukkuuden ja automaation; THT tarjoaa vahvemmat liitokset ja helpomman käsikäyttöisen huollon.
2. Onko SMT aina huomattavasti parempi kuin THT?
Ei aina. SMT hallitsee korkean tiukkuuden, kannettavien ja kuluttajalaitteiden valmistusta automaation ja mittausetujen ansiosta. THT soveltuu koville ympäristöille, korkealle mekaaniselle rasitukselle, tehonkäsittelyyn ja sovelluksiin, joissa on tarvetta helpolle käsikäyttöiselle korjaushuollolle tai muutokselle.
3. Voinko käyttää sekä SMT- että THT-tekniikoita samalla piirilevyllä?
Kyllä varmasti. Sekakokoonpano tai sekoitettu kokoonpano (jossa käytetään sekä SMT- että THT-tekniikoita samalla levyllä) on yleinen, erityisesti silloin, kun suurempia komponentteja, liittimiä tai vankkoja teho-osioita vaaditaan yhdessä korkean tiukkuuden logiikan kanssa.
4. Mikä strategia on huomattavasti kustannustehokkaampi prototyypitykseen tai pienille tuotantomääriille?
Erittäin pienillä määrillä THT voi olla edullisempi, koska se ei vaadi kalliita SMT-asetuksia ja sitä on paljon helpompi kokoa käsin tai muokata. Mittakaavan kasvaessa SMT muuttuu nopeasti taloudellisemmin automaation ansiosta.
5. Kuinka korjauskelvollisuus vertautuu toisiinsa SMT:n ja THT:n välillä?
Läpikuultava teknologia (THT) on paljon helpompaa korjata perustyökaluilla. SMT vaatii yleensä erityisiä uudelleenkäsittelytyökaluja ja suurempaa osaamista pienempien komponenttien koko ja rajoitetun välimatkan vuoksi.
6. Tarjoaako SMT parempaa sähköistä suorituskykyä RF- ja korkeanopeussovelluksiin?
Kyllä. SMT:ssä johtimet ovat lyhyempiä, häviöllinen induktanssi ja kapasitanssi ovat pienempiä, ja sitä suositaan signaalin turvallisuuden varmistamiseen korkeataajuisissa tai korkeanopeusdigitaalisissa piireissä.
7. Onko SMT huomattavasti ympäristöystävällisempi?
Yleensä kyllä, mikäli tarkastellaan materiaalin ja energian kulutuksen vähentymistä käytännöllisen järjestelmän perusteella. THT:n uudelleenkäytettävyys ja kestävyys voivat kuitenkin myös auttaa vähentämään pitkäaikaista sähköjätettä ilman epäilystä teollisissa ja tehtäväkriittisissä sovelluksissa.
8. Onko jokaisella menetelmällä rajoituksia?
SMT ei sovellu suurikokoisiin/painaviin komponentteihin, liittimiin tai sovellusalueisiin, joissa esiintyy paljon iskuja tai lämpöä. THT ei sovellu ultra-pienikokoisiin tai suuritehollisiin, korkean tiukkuuden kuluttajalaitteisiin.
EN
Uutiset
