スルーホールPCBアセンブリ: SMTよりもこのテクノロジーを選択するとき

プリント回路基板に強力な機械的結合、過酷な環境での信頼できる性能、または簡単な修理が必要な場合は、スルーホールPCBアセンブリを選択する必要があります。

スルーホールPCBアセンブリ: SMTよりもこのテクノロジーを選択するとき

あなたはスルーホールを選ぶべきですPCBアセンブリあなたのプリント回路基板が強い機械的結合、厳しい環境での信頼できる性能、または簡単な修理を必要とするとき。スルーホールコンポーネントはPCBを通過し、穴を通過しますアセンブリ振動や熱にさらされるコネクタ、スイッチ、部品に最適です。THTはあなたを提供します簡単な手動アセンブリとデバッグ、これはプロトタイピングと修理に役立ちます。スルーホール技術の利点は、SMTが同じ耐久性または修理性を提供できない場合に際立っています。

利点

説明

アプリケーションの例

機械的な強さ

スルーホール部品は、SMTよりも強い結合を作成します。

航空宇宙、自動車、産業、軍事

信頼性

THTは熱とストレスによりよく耐え、厳しい環境をサポートします。

パワーエレクトロニクス、高温デバイス

修理性

THTを使用すると、SMTとは異なり、基本的なツールで簡単に手動で修理できます。

長寿命デバイス、フィールド修理

  • 穴アセンブリを通して、強度と信頼性を必要とするPCB設計をサポートします。

  • THTは、簡単な修理と柔軟な組み立てが必要な場合に最適なオプションです。

重要なポイント

  • 厳しい環境で強力な機械的結合と高い耐久性が必要な場合は、スルーホールPCBアセンブリを選択してください。

  • スルーホール技術により、修理や手動組み立てが容易になり、プロトタイピングや長持ちする製品に最適です。

  • この方法は、信頼性が不可欠な航空宇宙、自動車、医療機器などのミッションクリティカルなアプリケーションに優れています。

  • スルーホールアセンブリは、初期機器のコストを削減し、プロセスを簡素化することにより、低〜中程度の生産量に適しています。

  • スルーホール技術と表面実装技術を組み合わせることで、強度、サイズ、コストのバランスを取り、全体的に最適な結果を得ることができます。

機械的な強さ

機械的な強さ
画像ソース:ペクセル

高ストレス使用

あなたはあなたのプリント回路基板が厳しい条件で生き残ることを望みます。スルーホールの取り付けは、高ストレスの使用に必要な強さを与えます。スルーホールコンポーネントを使用すると、部品とPCBの间にしっかりとした接続が作成されます。この接続は、ボードが振動、衝撃、および突然の動きを処理するのに役立ちます。

  • FurlongとFredaの研究によると、スルーホール取り付けを使用すると、ストレス下で複雑なPCBアセンブリの寿命を予測できます。

  • パークと彼のチームは、サーマルサイクリング中にメッキスルー穴が長持ちすることを証明しました。これは、ボードが温度の変化を処理できることを意味します。

  • IPC-TR-579のような業界テストでは、小径のメッキスルー穴を強く押しても信頼性が高いことが確認されています。

航空宇宙、自動車、産業機器のスルーホール取り付けがよく見られます。これらの分野は、高い信頼性と強力な機械的結合を要求します。移動中の車や振動機で作業するためにPCBが必要な場合は、スルーホール取り付けが最良の選択として際立っています。

ヒント: デザインが一定の動きや衝撃に直面している場合は、機械的強度を高めるためにスルーホール取り付けを選択してください。

耐久性のニーズ

あなたの製品が何年も続く必要があるとき、耐久性は重要です。スルーホール取り付けは、この目標を達成するのに役立ちます。THTは、表面実装技術が一致しない物理的な結合を作成します。ボードを通過するリードから追加のサポートが得られます。これは、長年使用した後もコンポーネントが所定の位置にとどまることを意味します。

  • 熱ショックとサイクルテスト、IPC-TM-650のものと同様に、スルーホールボードが厳格な耐久基準を満たしていることを示しています。

  • Coffin-Manson疲労モデルは、THTが実際の熱ストレスを処理できることを証明しているため、ボードが早期に故障することはありません。

  • 構造テストでは、スルーホールアセンブリで銅ラップとベース銅の間に結合の問題は見つかりませんでした。つまり、機械的な信頼性を信頼できます。

あなたのプリント回路基板が厳しい环境で持続することを望むとき、THTはあなたに安心を与えます。特別な耐久性を必要とするコネクタ、スイッチ、および重い部品にスルーホール取り付けを使用できます。THTは修理を容易にするので、製品をより長く稼働させ続けることができます。

注: 長持ちする製品の場合、スルーホール取り付けとTHTにより、必要な耐久性と信頼性が得られます。

スルーホールPCBアセンブリの信頼性

厳しい環境

あなたはあなたのPCBが最も厳しい場所で生き残ることを望みます。スルーホールPCBアセンブリは、過酷な環境に必要な強度と耐久性を提供します。スルーホール取り付けを使用するときは、ボードにコンポーネントリードを挿入し、反対側にはんだ付けします。これにより、強い機械ボンドそれは振動、衝撃、そして極端な温度に耐えます。

  • スルーホールアセンブリコンポーネントをしっかりと保持するそのため、製造中や輸送中に緩んだり落ちたりすることはありません。

  • これらのボードは高電圧に耐えるため、産業プラントのパワーエレクトロニクスに最適です。

  • スルーホールPCBアセンブリは、湿度の高い場所、温度の変動、さらには塩スプレーのある場所でもうまく機能します。

注:IST (相互接続ストレステスト)スルーホールPCBアセンブリがストレス、熱、過酷な要素をどれだけうまく処理しているかを確認します。このテストは、ボードが工場、車、飛行機などの厳しい環境で作業を続けることができることを証明しています。

航空宇宙、軍用、および産業用機械でスルーホール技術がよく見られます。障害はオプションではないため、これらのフィールドには信頼性の高いアプリケーションが必要です。たとえば、自動車のエンジン制御ユニット、飛行機のアビオニクス、工場の自動化システムはすべて、信頼性の利点のためにスルーホールPCBアセンブリを使用しています。

アスペクト

スルーホールアセンブリ (THT)

表面マウント技術 (SMT)

機械的な強さ

PCB穴を通るリードを介した強力な接続。高い機械的/環境的ストレスに耐える

直接表面はんだ付けにより壊れやすくなります。機械的ストレスに対する耐性が低い

環境抵抗

極端な加速、衝突、高温に適しています。航空宇宙/軍用で使用

耐熱性が低い。過酷な条件下で損傷を受けやすい

修理と交換

故障したコンポーネントの特定と交換が容易

小さいサイズおよび表面の取付けのために修理することより困难

生産効率

掘削と手動/ウェーブはんだ付けにより、より遅い、より高価

より高いコンポーネント密度と信頼性の高いはんだ接合部を備えた、より高速で自動化されたアセンブリ

アプリケーションの適合性

頑丈で過酷な環境アプリケーションに好まれる

小型化、高密度、および費用効果の高い大量生産のために好まれる

スルーホール取り付けもあなたのPCBに役立ちますハンドル熱を使用します。リードは小さなヒートシンクとして機能し、敏感な部品から熱を引き離します。これにより、高出力デバイスでボードを安全に保ち、過熱を停止します。

ミッション-重要な製品

生命や多額の投資が危機に瀕している場合は、電子機器への絶対的な信頼が必要です。スルーホールPCBアセンブリは、ミッションクリティカルな製品に要求する信頼性を提供します。THTは、故障が深刻な問題を引き起こす可能性がある航空宇宙、防衛、自動車、および医療機器で際立っています。

ノルテック航空宇宙および防衛のリーダーである、ミッションクリティカルなアセンブリにスルーホール自動挿入を使用しています。彼らのボードはIPC-J-STD-001宇宙補遺基準を満たしています。つまり、最も厳しい品質と信頼性のテストに合格しています。これらの標準は、スルーホールPCBアセンブリが宇宙と防衛で最も過酷な条件を処理できることを証明しています。

  • ミサイル誘導システム、衛星電子機器、および航空機制御はすべて、強力で安定した接続をスルーホール技術に依存しています。

  • 車では、エンジンコントロールユニット、エアバッグ、ブレーキシステムにTHTがあります。これらの部品は毎回機能する必要があるためです。

  • 心臓モニターや除細動器などの医療機器は、長期的な耐久性と精度のためにスルーホールPCBアセンブリを使用します。

ヒント: 製品が故障してはならない場合は、スルーホール取り付けを選択してください。優れた機械的強度、優れた耐熱性、および修理が容易になります。

温度サイクリングのような环境テスト、熱ショック、および湿度曝露は、スルーホールPCBアセンブリが長年のストレスの後でも機能し続けることを示しています。これらのテストは、THTボードが最も要求の厳しい仕事で信頼できることを確認します。

  • スルーホールアセンブリはあなたに与えますより強い絆そしてSMTよりよい冲撃抵抗。

  • 電力に不可欠な、より大きな電流処理と熱散逸が得られます抵抗器, インダクタ、および変圧器。

信頼性の高いアプリケーションを構築すると、スルーホールPCBアセンブリにより、製品が長持ちするという自信が得られます。THTの利点は、それをあらゆるミッションクリティカルな仕事のための一番の選択にします。

修理性とプロトタイピング

マニュアルアセンブリ

修理性と保守性が必要なときに、スルーホールアセンブリで大きな利点が得られます。スルーホール部品は扱いやすいので、手で挿入してはんだ付けすることができます。これにより、組み立てプロセスは表面実装よりも遅くなりますが、より多くの制御と柔軟性が得られます。特別なツールを使用せずに、部品をすばやく交換したり、間違いを修正したり、デザインをアップグレードしたりできます。

スルーホールアセンブリサポートrepairabilityコンポーネントを取り外して、基本的なはんだ付けスキルで交換できるためです。抵抗をまたは変える必要があればコンデンサ、あなたはPCBを傷つけることなくそれをすることができます。これは、アイデアをテストするときに変更を加えることが多いプロトタイプにとって重要です。

ここにいくつかあります手動アセンブリとプロトタイピング中に役立つベストプラクティス:

  1. はんだ付けを容易にするために、より大きなパッドサイズとより広い間隔を使用してください。

  2. 迅速な交換のために、標準で見つけやすいコンポーネントを選択してください。

  3. より良いトレーサビリティのためにあなたの部品と変更の詳細な記録を保管してください。

  4. 問題を早期にキャッチするために、各ステップで作業を検査します。

  5. 各ビルドから学び、次のプロトタイプを改善します。

ヒント: スルーホールアセンブリは、実践的なプロジェクトやプロトタイプに必要な修理性を提供します。

デバッグと教育

スルーホール技術により、デバッグと学習がはるかに簡単になります。THTパーツのサイズが大きいほど、各コンポーネントを見て触れることができ、回路の仕組みを理解するのに役立ちます。テストポイント、デバッグヘッダー、およびインジケーターLEDを使用して、ボード上の信号とシステムステータスを確認できます。

プロトタイプで作業するときは、問題をテストして修正する必要があります。スルーホールアセンブリは、部品を何度も取り外して交換できるようにすることで、修理性をサポートします。ジャンパーワイヤーまたはスワペロ抵抗を使用して接続を追加または変更することもできます。これにより、PCBを再設計せずに信号エラーを修正できます。

ここにいくつかあります修復性とデバッグ性を高める機能:

  1. デバッグヘッダーを使用すると、トラブルシューティングに直接アクセスできます。

  2. インジケータLEDは、システムが計画どおりに機能するかどうかを示します。

  3. Swaperoo抵抗器を使用すると、信号パスをすばやく修正できます。

  4. テストパッドにより、電圧と信号の測定が容易になります。

  5. 回路の各部分を単独でテストできるため、障害をより早く見つけることができます。

  6. 熱テストポイントは、コンポーネントを熱から安全に保つのに役立ちます。

  7. あなたは迅速な変更や修理のために未使用のピンを壊すことができます。

  8. バージョン番号とシリアルIDを追加すると、各プロトタイプを追跡できます。

注: スルーホールアセンブリは、比類のない修理可能性と設計の柔軟性を提供し、教育、プロトタイピング、および実践的なデバッグに最適です。

スルーホールコンポーネントと可用性

スルーホールコンポーネントと可用性
画像ソース:ペクセル

レガシーパーツ

多くの電子設計は、依然としてレガシースルーホールコンポーネントに依存していることがわかります。これらの部品は、自動車、航空宇宙、産業オートメーションなどの産業にとって依然として重要です。新しいテクノロジーが登場しても、スルーホールコンポーネントが必要になることがよくあります。大型コネクタ、高出力抵抗器、コンデンサそれはPCBへの強い固定を必要とします。

The 「IHS Markitからのサプライチェーンインサイト-AltiumLive2022」レポートは、一部のライフサイクルステータスと終了通知を監視する必要があることを示しています。これにより、レガシーコンポーネントと最新コンポーネントの両方を管理できます。部品が廃止されたとき、またはこれまで使用したことのないコンポーネントを導入したときに警告するツールを使用できます。これは、新製品の導入と古いビルドのサポートの両方にとって重要です。

ヒント: レガシーシステムを使用する場合は、予期しない不足を避けるために、サプライチェーン通知とライフサイクルアラートを追跡する必要があります。

長期サポート

あなたのプロダクトが持続することを望みます。スルーホールコンポーネントは、強力な機械的結合と簡単な修理を提供するため、製品の寿命を延ばすのに役立ちます。メーカーの使用部品の平均余命を予測するための生産および注文履歴データを使用します。これは、陳腐化を計画し、安定した供給を維持するのに役立ちます。

アスペクト

詳細

市場規模 (2023)

380億米ドル

投影サイズ (2032)

697億6000万米ドル

キーの信頼性

頑丈なデザイン、強力なはんだ付け接点、機械的剛性

アプリケーションセクター

航空宇宙、自動車、産業用電子機器、教育、プロトタイピング

使用上のメリット

ストレス、温度、振動に対する高い耐性。簡単な手動アセンブリ

安定した業界で一般的なスルーホールコンポーネントを選択することで、製品のサポートを拡大できます。これにより、供給リスクが軽減され、複数の調達オプションが保証されます。Yageo、Vishay、Panasonicなどの大手メーカーは引き続きこれらの部品をサポートしているため、継続的な可用性を信頼できます。

注: スルーホールコンポーネントは、長持ちし、何年もサービス可能な製品を構築する自信を与えます。

生産量とコスト

低ボリューム実行

少数のプリント回路基板のみを構築することができます。穴アセンブリを通してこれらの場合に利点を与えます。高価な機械を購入したり、完全な生産ラインをセットアップする必要はありません。簡単なツールを使用でき、マニュアル労働アセンブリを完了します。この柔軟性は、何千ものボードを作る予定がないときにお金を節約するのに役立ちます。

表面実装技術は、大規模な実行に最適です。SMTは、表面実装デバイスを迅速かつ高精度に配置する自動化されたマシンを使用します。これらのマシンは購入してセットアップするのに多くの費用がかかります。いくつかのボードだけが必要な場合は、高い装置コスト大きな欠点になります。スルーホールアセンブリは、前払いが少ないため、この問題を回避します。

特徴

スルーホール技術 (THT)

表面マウントテクノロジー (SMT)

アセンブリプロセス

マニュアル、少量の実行に適しています

自動化された、大量の実行に最適

前払い投資

低い

高い

ユニットあたりのコスト

大量で高い

大量で低い

生产スピード

遅い

高速

ヒント: プロトタイプや小さなバッチの場合、スルーホールアセンブリはコストを抑え、プロセスを簡単にします。

コスト比較

穴アセンブリとSMTを比較するときは、労働と設備の両方について考える必要があります。スルーホールアセンブリはより多くの肉体労働を使用します。作業員は、各部品を手または簡単な機械で挿入およびはんだ付けします。これにより、特に多くのボードが必要な場合は、プロセスが遅くなり、ボードあたりのコストが上昇します。SMTは、ピックアンドプレースロボットやリフローオーブンなどのマシンを使用しています。これらのマシンは多くのコストがかかりますが、多くのボードをすばやく構築できます。

ここでは各方法のコスト範囲:

アセンブリタイプ

パネルあたりのコスト範囲 (USD)

ボリュームインパクトに関する注意事項

スルーホール (THT)

$100 - $1,000

より高い人件費; 手動プロセスのため、少量でより高価

SMT

$50 - $500

人件費を削減。自動化により、大量でより費用効果が高くなります

混合アセンブリ

$150 - $1,500

両方の方法を組み合わせます。コストはコンポーネントの比率と複雑さに依存します

スルーホールアセンブリは、機器コストは低くなりますが、人件費は高くなります。SMTには逆のことがあります。機器のコストは高いですが、ユニットあたりの人件費は低いです。より多くのボードを作るにつれて、表面実装技術はより安くなります。スルーホールは、労力と掘削が増えるため、大規模な実行では費用効果が低くなります。SMTはまた、小さな表面実装デバイスをより適切に処理しますが、修理と柔軟性には欠点があります。

  • 穴アセンブリを通しては最高です低から中程度のランを使用します。

  • SMTは、大量の自動生産に最適です。

  • 混合アセンブリは、両方の方法の欠点のバランスをとることができる。

注: アセンブリ方法を生産量と予算に常に一致させてください。これは、隠れた欠点を回避し、最高の価値を得るのに役立ちます。

強力な機械的結合、高い信頼性、または簡単な修理が必要な場合は、スルーホールPCBアセンブリを選択する必要があります。次の表は、スルーホールとsmtの利点の比較を示しています。

要因

スルーホールPCBアセンブリ

SMT

機械的な強さ

高い

中程度

信頼性

厳しい条件で優れています

ほとんどの用途に良い

コスト

大規模なランの場合は高くなります

大量生産のために低い

  • プロジェクトの耐久性、修理、生産量のニーズを確認します。

  • 場合によっては、両方の方法を組み合わせると最良の結果が得られます。

よくある質問

SMTよりもスルーホールアセンブリを選択する主な理由は何ですか?

強力な機械サポートが必要なときは、スルーホールアセンブリを選択する必要があります。この方法は、ストレス、振動、または熱に直面する部品に最適です。スルーホール技術を使用すると、耐久性が向上し、修理が容易になります。

同じPCBでスルーホールとSMTを混ぜることはできますか?

はい、1つのボードで両方のタイプを使用できます。これは混合アセンブリと呼ばれます。大きい部品のためのスルーホールの強さおよび小さい部品のためのSMTのコンパクトなサイズを得ます。

スルーホールアセンブリは初心者にとってより良いですか?

スルーホールアセンブリは初心者にとって簡単です。特別な道具なしで部品を見て扱うことができます。この方法は、はんだ付けと回路設計を学ぶのに役立ちます。

スルーホールアセンブリは修理やメンテナンスにどのように影響しますか?

スルーホールボードをより簡単に修理できます。部品を取り外して基本的なツールに交換します。これにより、メンテナンスが簡単で費用効果が高くなります。

スルーホールコンポーネントはまだ簡単に見つけることができますか?

特に一般的な用途では、多くのスルーホール部品を見つけることができます。いくつかの特別なまたは新しい部品はSMTでのみ来るかもしれません。プロジェクトを開始する前に、常に可用性を確認してください。

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