Чому збірка друкованих плат із кріпленням у отворах досі важлива для промислових пристроїв?

Технологія монтажу на поверхні (SMT) часто вважається найкращим методом збирання друкованих плат у швидкозмінній електронній промисловості завдяки її сумісності з постійно зменшуваними розмірами конструкцій та високою ефективністю. Однак технологія монтажу компонентів у отвори (through-hole) зберігає свою провідну роль, особливо в промисловому секторі, де завжди надавалися перевага міцності, надійності та тривалій загальній ефективності. Незважаючи на привабливість новітніх технологій, методи монтажу в отвори зовсім не є зайвими для більшості інженерів та виробників.

Як працює монтаж компонентів у отвори на друкованих платах?

Монтаж компонентів у отвори на друкованих платах означає встановлення електронних компонентів з виводами крізь отвори, просвердлені в друкованій платі (PCB), а потім їх паяння до контактних площадок на зворотному боці плати. Такий вид механічного кріплення формує дуже міцне з’єднання, яке за міцністю перевершує монтаж на поверхні приблизно в десять разів.

З іншого боку, технологія SMT просто розміщує компоненти на поверхні плати, тоді як монтаж у скрізних отворах забезпечує фізичне кріплення компонентів, завдяки чому вони дуже добре витримують зовнішні навантаження.

Фізична безпека та міцність

Перша й найважливіша причина тривалого терміну служби та актуальності монтажу у скрізних отворах — це його виняткова механічна міцність. Електроніка, що використовується в різних галузях промисловості, часто повинна функціонувати в екстремальних умовах, таких як вібрації, фізичні ударні навантаження або зміни температури.

Компоненти, встановлені за технологією монтажу у скрізних отворах, практично ніколи не відпадають і не пошкоджуються під впливом зовнішніх ударів. Тому цей метод є чудовим вибором для:

• Систем керування важким обладнанням
• Автомобільна електроніка
• Пристроїв для космічних польотів
• Одиниці живлення

Насправді, у цих випадках надійність уже не є справою вибору — вона є обов’язковою умовою.

Відмінна продуктивність навіть у екстремальних умовах

Крім того, промислові умови можуть бути досить жорсткими для пристроїв: пил, волога, висока температура та електричні перешкоди. Монтаж крізь отвори підвищує надійність у таких умовах, оскільки паяні з’єднання міцніші, а компоненти глибше інтегровані в плату.

Такі компанії, як King Field, цінують цю перевагу й ефективно застосовують технологію монтажу крізь отвори при створенні промислової електроніки, якій можна довіряти протягом багатьох років без втрати їхньої продуктивності.

Найкращі рішення для встановлення великих компонентів

Промислове обладнання часто використовує великі або потужні компоненти, такі як трансформатори, конденсатори та роз’єми. Ці компоненти не лише нагріваються, а й постійно піддаються механічним навантаженням.

Оскільки монтаж крізь отвори забезпечує достатню конструктивну підтримку для таких великих елементів, він є значно більш важливою частиною рішення порівняно з поверхневим монтажем (SMT) щодо необхідної тримальної сили для цих компонентів.

Ручна робота та ремонт — тепер простіше

Інша перевага скрізної збірки полягає в тому, що вона чудово поєднується з ручним паянням і ремонтними роботами. Хоча велика частина збірки виконується на заводі, технічне обслуговування на місці також є поширеним у промислових умовах, а можливість замінити або відремонтувати компоненти з мінімальними труднощами є значною перевагою.

Несправні деталі швидко виявляються й замінюються техніком, навіть якщо в нього немає дуже сучасного обладнання. Крім того, значно зменшується тривога щодо вартості та термінів повернення машини до роботи.

Перевірений метод із стабільними характеристиками протягом багатьох років

Звичайно, розвиток нових технологій сприяє прогресу електронної промисловості, однак використання перевірених і надійних рішень також має велике значення.

Протягом багатьох років скрізна збірка друкованих плат надійно забезпечує підтримку й є знайомим елементом на виробничих лініях.

Насправді, промислові клієнти схильні віддавати перевагу стабільності замість новизни. Вони шукать ретельно протестовані та перевірені рішення. Такі організації, як King Field, поєднують цей перевірений часом підхід із сучасними системами контролю якості, щоб забезпечити стабільні й надійні характеристики.

Гібридна збірка: поєднання переваг двох технологій

Сьогодні багато промислових продуктів є результатом гібридного підходу виробників — тобто використовуються як SMT-, так і через отвори (through-hole) збірки друкованих плат. Якщо в цьому контексті акцент робиться на компактності SMT, то через отвори (through-hole) збірка забезпечує міцність і надійність.

Наприклад:

• SMT використовується для розміщення дуже малих компонентів з високою щільністю розташування
• Компоненти через отвори (through-hole) призначені для роз’ємів, потужних компонентів і механічних деталей

Зазначена стратегія забезпечує оптимальну роботу продуктів незалежно від сфери їх застосування.

Дотримання промислових стандартів

Само собою зрозуміло, що промислова електроніка повинна відповідати дуже суворим регуляторним вимогам щодо безпеки та продуктивності. Крім стійкості технології монтажу компонентів у отвори на друкованих платках, саме вона, ймовірно, є єдиним способом забезпечити відповідність таким сертифікаціям, як стандарти IPC або військові специфікації, які, як правило, підтверджуються за результатами дуже складних випробувань.

Збережена копійка — це зароблена копійка

Крім того, монтаж у отвори, який може вимагати більше часу та коштів на початковому етапі (етапі первинного налаштування), насправді виявляється найдешевшим варіантом, якщо врахувати співвідношення терміну служби до вартості ремонту (обладнання або пристрій, яким можна користуватися 50 років, найімовірніше, буде дешевшим за пристрій, що прослужить лише 5 років, навіть якщо його початкова ціна буде значно нижчою).

Промислові продукти призначені для безперервної роботи протягом багатьох років, тому системи САПР є значними інвестиціями. Невід’ємна довготривала надійність забезпечує вартісну інвестицію, отже, придбання потужних програмних комплексів для проектування з масштабними оновленнями в найближчому майбутньому не є надто коштовним.

Остаточні думки

Хоча технологія SMT, безумовно, є лідером серед технологій збирання друкованих плат, збирання плат за технологією «через отвір» залишається ключовим елементом у виробництві промислової електроніки. Саме тут технологія «через отвір» має безумовну перевагу — вища механічна міцність, висока продуктивність навіть у складних або типових умовах експлуатації та здатність фізично підтримувати великі компоненти стали причинами того, що ця технологія не лише користується популярністю серед користувачів, а й активно використовується в їхніх проектах.

Компанія King Field також визнає переваги цієї технології та використовує сучасні виробничі лінії й методи, у тому числі збірку друкованих плат із отворами для проходження компонентів (through-hole PCB assembly), щоб задовольнити вимоги промислових замовників, які надають перевагу надійності та тривалому терміну служби.