Процесс сборки включает установку необходимых компонентов на пустую печатную плату. Существует два наиболее часто используемых метода: SMT и THT. Оба имеют свои отличительные характеристики, плюсы и минусы. В этом блоге мы рассмотрим, чем SMT и THT отличаются друг от друга, и рассмотрим важные аспекты, которые следует учитывать при принятии решения. После прочтения этого блога вы, возможно, найдете подходящий вариант для своего следующего проекта.
SMT против THT: краткий обзор
SMT, или технология поверхностного монтажа, напрямую монтирует компоненты SMD на поверхность печатной платы. Технология поверхностного монтажа — это эффективная и автоматизированная технология, которая позволяет получить более компактный и легкий конечный продукт. Она сильно отличается от традиционной технологии сборки, которая называется THT.
THT относится к технологии сквозных отверстий, которая требует пайки выводов компонентов с противоположной стороны после того, как они были вставлены в отверстия печатной платы. Это метод сборки, который в значительной степени зависит от ручного труда. Разница между двумя методами сборки повлияет на многие аспекты, такие как конструкция печатной платы, используемые материалы, производственные процессы и затраты на рабочую силу.
5 главных различий между SMT и THT сборкой
Знание различий между SMT и THT имеет решающее значение для всех, кто работает в секторе электроники. Ниже мы раскроем 5 главных различий между ними, чтобы помочь вам прояснить любую путаницу.
Процесс сборки
Процессы сборки SMT и THT принципиально отличаются на ключевых этапах производства, от размещения компонентов до методов пайки. Вот различия в ключевом процессе.
Ключевой процесс технологии поверхностного монтажа:
Нанесение паяльной пасты – принтер автоматически наносит паяльную пасту на контактную площадку точно через трафарет печатной платы.
Размещение компонентов – затем машины Pick-and-Place могут с высокой скоростью размещать небольшие компоненты SMD в обозначенных местах, куда был нанесен припой.
Пайка оплавлением – после того, как все компоненты размещены на контактной площадке, плата отправляется в печь оплавления для расплавления припоя и формирования прочных соединений.
Ключевой процесс технологии сквозных отверстий:
Вставка компонентов – компоненты THT с длинными выводами необходимо вставить в предварительно просверленное отверстие на плате. Эту процедуру можно выполнять вручную или автоматически.
Пайка волной/Ручная пайка – Печатная плата проходит через волнообразный расплавленный припой, и выводы и контактные площадки могут одновременно образовывать прочные соединения. Также компоненты можно паять вручную один за другим.
Характеристики компонентов
Компоненты SMT и THT выглядят совершенно по-разному. Компоненты SMT обычно небольшие и легкие, что обеспечивает более компактную конструкцию. Из-за небольших паяных соединений компоненты SMD более восприимчивы к тепловому напряжению и вибрации. Напротив, компоненты THT большие и тяжелые, которые хорошо работают в условиях высоких температур и вибрации. Выводы проходят через отверстия, образуя прочные механические связи.
Производительность и надежность
Процесс сборки SMT имеет высокую степень автоматизации, обеспечивая высокое качество и стабильные результаты. Наносимая принтером паяльная паста образует хорошее электрическое и механическое соединение между компонентами и контактными площадками. Однако на надежность компонентов влияет точность размещения компонентов и качество нанесения паяльной пасты.
Сборка в сквозные отверстия — это зрелый процесс с меньшим количеством проблем, влияющих на качество пайки, и может образовывать прочное механическое соединение. Однако паразитная индуктивность и емкость могут увеличиваться из-за размера компонентов и более длинных выводов. Это ухудшит производительность на высоких частотах.
Разница в структуре затрат
SMT и THT имеют кардинально разные структуры затрат из-за процесса сборки. SMT должен изначально иметь высокие инвестиции в автоматизированные машины, такие как принтеры, печи для оплавления и машины для захвата и установки. Однако его автоматизированный процесс экономит много трудозатрат и повышает эффективность производства, что может помочь быстрее окупить инвестиционные затраты. С технологией SMT печатные платы могут иметь компоненты, установленные с обеих сторон, что позволяет создавать более компактные конструкции и сокращать материальные затраты.
Для THT стоимость сборки может быть выше из-за трудоемкого процесса, такого как ручная вставка и пайка. Для него не нужно приобретать много дорогостоящего автоматизированного оборудования для первоначальных инвестиций, и компоненты THT также дешевле компонентов SMD. Хотя THT предлагает эти преимущества в стоимости, его более низкая плотность компонентов и более медленная скорость сборки делают его непрактичным для крупносерийной электроники, где доминирует SMT.
пригодность для применения
Технология поверхностного монтажа отлично подходит для высокоскоростных и высокоплотных приложений, легких и компактных устройств, а также высокочастотных устройств. Линия сборки SMT отличается высокой степенью автоматизации и быстротой, что делает ее идеальной для крупномасштабного производства.
В то время как THT остается незаменимым в приложениях, требующих экстремальной термической устойчивости и механической прочности. В высоконапряженных механических приложениях PCBA должны выдерживать огромные физические нагрузки и вибрацию. Особенно в таких областях, как промышленное машиностроение, аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение, где часто возникает вибрация, они полагаются на прочные паяные соединения вывод-отверстие.
Простая сравнительная таблица SMT и THT
| Аспекты | SMT | THT |
|---|---|---|
| Процесс сборки | Нанесение паяльной пасты → Размещение компонентов → Пайка оплавлением | Вставка компонентов → Пайка волной припоя или ручная пайка |
| Паяные соединения | Более слабые паяные соединения, неподходящие для механических нагрузок | Более прочные паяные соединения, лучше подходят для механически сложных применений |
| Плотность компонентов | Высокая плотность компонентов, подходит для компактных конструкций | Низкая плотность компонентов, требуется больше места на печатной плате |
| Размер компонента | Меньше | Больше |
| Уровень автоматизации | Высокая степень автоматизации, идеальна для массового производства | Больше опирается на ручной труд, меньше на автоматизацию |
| Стоимость производства | Более низкая себестоимость единицы продукции, но требующая более высоких первоначальных инвестиций | Более высокие затраты на рабочую силу и материалы |
| Тест | Требуется специализированное оборудование из-за компактной компоновки печатной платы | Проще проводить осмотр и устранять неполадки вручную |
| Ремонт | Труднее ремонтировать из-за небольшого размера и плотности | Легче ремонтировать и заменять вручную |
Плюсы и минусы технологий поверхностного монтажа и сквозного монтажа
Теперь, когда мы изучили основные различия между SMT и THT, давайте рассмотрим их сильные и слабые стороны, чтобы глубже понять их.
Преимущества технологии поверхностного монтажа
Повышенная плотность компонентов – в том же пространстве можно разместить больше SMD-компонентов благодаря их небольшому размеру. Их можно монтировать с обеих сторон печатной платы, не увеличивая размер печатной платы.
Уменьшенный вес – SMD-компоненты легкие, до десяти раз легче обычных компонентов. Такое снижение веса важно в требовательной аэрокосмической промышленности.
Высокая степень автоматизации – процесс SMT высоко автоматизирован. Автоматизированные машины быстрее и точнее ручного труда, что может ускорить процесс сборки и сэкономить время.
Минусы технологии поверхностного монтажа
Слабые паяные соединения – Из-за чрезвычайно малого размера контактных площадок SMD паяные соединения более подвержены растрескиванию при механическом напряжении или термических циклах. Любые дефекты в паяных соединениях могут сделать компонент менее надежным.
Сложно ремонтировать или заменять – Компоненты SMD имеют небольшие размеры, а компоновка печатной платы компактна, что затрудняет обнаружение неисправностей печатной платы путем визуального осмотра. Для осмотра обычно требуется автоматическое инспекционное оборудование.
Скрытые дефекты снежного кома – Поскольку SMT представляет собой автоматизированный производственный процесс. После выхода оборудования из строя часто производится большое количество дефектных изделий до того, как проблема будет обнаружена, что приводит к увеличению отходов.
Преимущества технологии сквозных отверстий
Прочные механические соединения – компоненты THT имеют выводы, которые проходят через плату и припаиваются к площадкам на другой стороне, что создает соединение, устойчивое к механическим нагрузкам.
Идеально подходит для прототипирования и отладки – компоненты THT обычно больше и их легче паять и разбирать вручную, что делает их пригодными для прототипирования, отладки и т. д.
Простота тестирования – выводы компонентов сквозного отверстия также могут служить в качестве тестовых узлов, а тестовые зонды могут легко получить доступ к этим выводам для эффективного тестирования.
Минусы технологии сквозных отверстий
Низкая плотность компонентов – Из-за необходимости сверлить отверстия в печатной плате и большого размера компонентов THT не может достичь компактной компоновки, как SMT, что ограничивает его возможности миниатюризации.
Высокие производственные затраты – Из-за большего размера компонентов обычно требуется большая площадь печатной платы, что увеличивает стоимость материала. В то же время ручная сборка и более длительные производственные циклы также дополнительно увеличивают общие производственные затраты.
Трудоемкий производственный процесс – Процесс сборки THT обычно включает ручную вставку компонентов, сварку и проверку, что в целом зависит от ручного труда.
SMT против THT: как выбрать правильную технологию для своих проектов
Узнав плюсы и минусы технологии поверхностного монтажа и технологии сквозного монтажа, вы можете спросить, как решить, какая из них лучше? В этой части мы проанализируем 5 критических факторов, которые следует учитывать при выборе между SMT и THT.
Характеристики конечного продукта
Характеристика конечного продукта сильно влияет на выбор SMT и THT. Если это компактное устройство, такое как компьютер, мобильный телефон или носимое устройство, SMT — очевидный выбор. Компоненты SMD очень малы, поэтому можно добиться высокоплотной компоновки печатной платы. Для суровых условий лучшим выбором будет THT, обеспечивающий прочность и высокую надежность.
Требования к производительности
В высокочастотных приложениях компактные компоновки компонентов могут сократить путь сигнала, что помогает снизить шум и, таким образом, помогает поддерживать целостность сигнала. Кроме того, компоненты SMT демонстрируют меньшую паразитную индуктивность и емкость по мере увеличения частоты из-за их небольшого размера и отсутствия выводов. Это хорошо для поддержания хорошего качества сигнала и снижения ненужных помех в высокочастотных цепях.
В приложениях высокой мощности, которые должны выдерживать высокие токи и высокое напряжение, лучшим выбором является THT. В этих приложениях инженеры часто выбирают более крупные компоненты сквозного отверстия с более высокими номиналами тока и напряжения, жертвуя компактной компоновкой.
Решения по управлению температурой
Выбор SMT или THT также будет зависеть от решения по рассеиванию тепла, особенно для приложений с высокой мощностью или высоким током. Компоненты для сквозного монтажа обычно имеют большую площадь поверхности и тепловую массу, что означает, что они могут работать надежно. Больший размер компонентов THT также упрощает их подключение к внешнему радиатору, что еще больше улучшает рассеивание тепла.
Благодаря своему компактному размеру компоненты SMD часто рассеивают меньше тепла, чем эквивалентные детали THT. Некоторые компоненты SMD с большей мощностью все еще генерируют много тепла во время работы. Поскольку компоненты монтируются непосредственно на поверхность печатной платы, управление температурой печатной платы имеет решающее значение, требуя хорошо спроектированной термопрокладки, переходного отверстия и т. д.
Эффективность производства и объем производства
Выбор между технологией сквозного отверстия и технологией поверхностного монтажа существенно влияет на время производства. Для маломощных печатных плат массового производства SMT может сократить время выполнения заказа и обеспечить более высокую надежность. Напротив, мелкосерийное и прототипное производство не сократит время, и эта ситуация больше подходит для THT.
Соображения стоимости
Наконец, стоимость также является важным фактором для рассмотрения. В то время как SMT часто снижает затраты на сборку для массового производства за счет автоматизации, THT часто оказывается более экономичным для небольших партий. SMT требует высоких первоначальных инвестиций, которые окупаются только при больших объемах производства. И наоборот, THT устраняет эти затраты на настройку, но увеличивает затраты на рабочую силу из-за необходимости ручной пайки. Также необходимо учитывать стоимость компонентов, и самые современные компоненты SMD могут быть более дорогими.
Заключительные слова
SMT и THT выполняют разные функции в производстве печатных плат, и крайне важно понимать их ключевые различия. В то время как SMT доминирует в современной электронике благодаря своей скорости и миниатюризации, THT остается непревзойденной в прочных приложениях. Выбор технологии сборки зависит от требований проекта и множества критических факторов. MOKOPCB имеет почти 20-летний опыт работы в отрасли, мы можем предоставить вам профессиональные услуги по печатным платам и печатным платам. Нужна помощь? Свяжитесь с нашей командой экспертов, чтобы получить техническую консультацию, специфичную для вашего проекта.
Часто задаваемые вопросы о SMT и THT
SMD и SMT — в чем разница?
Полное название SMD — устройство поверхностного монтажа. Оно относится к компонентам (например, резисторам, микросхемам), которые имеют плоские копланарные хвосты или выводы. Они сделаны специально для пайки на поверхности печатной платы без необходимости сверления отверстий. SMT — это технология, которая напрямую припаивает эти компоненты к печатной плате.
Какая технология (SMT или THT) более надежна в суровых условиях?
В целом, THT обеспечивает большую надежность в сложных условиях. Ее сквозные соединения выдерживают экстремальную вибрацию, перепады температур и механическое напряжение, что лучше, чем паяные соединения SMD.
Можно ли использовать технологии THT и SMT на одной печатной плате?
Да! Смешанная технология объединяет THT и SMT, используя сильные стороны обеих. Обычные просверленные отверстия необходимо заменить металлизированными сквозными отверстиями. Нанесите паяльную пасту в отверстия, вставьте выводы компонентов в паяльную пасту и нагрейте всю печатную плату, чтобы расплавить паяльную пасту и оплавить ее. Таким образом, два типа компонентов (компоненты SMD и THT) могут быть спаяны за один процесс.
