通孔技術(shù)(也稱為“過孔”)是指用于電子組件的安裝方案,涉及在組件上使用引線,該引線插入印刷電路板(PCB)上鉆的孔中并焊接到焊盤上。通過手動組裝(手動放置)或通過使用自動插入式安裝機(jī)來對面。
歷史
通孔設(shè)備安裝在1980年代中期家用計算機(jī)的電路板上。軸向引線設(shè)備在左上方,而藍(lán)色徑向引線電容器在右上方。
發(fā)展
電子電路板的特寫視圖,其中顯示了組件引線孔(鍍金),并在該孔的側(cè)面上進(jìn)行了通孔電鍍,以連接電路板兩側(cè)的走線。孔的直徑約為1mm。通孔技術(shù)幾乎完全取代了早期的電子裝配技術(shù),例如點對點構(gòu)造。從1950年代的第二代計算機(jī)到表面貼裝技術(shù)(SMT)在1980年代后期開始流行,典型PCB上的每個組件都是通孔組件。 PCB最初僅在一側(cè)印有跡線,后來在兩側(cè)印有跡線,然后才使用多層板。通孔成為鍍通孔(PTH),以使組件與所需的導(dǎo)電層接觸。 SMT板不再需要鍍通孔來進(jìn)行組件連接,而是仍用于在各層之間進(jìn)行互連,在這種情況下,通孔通常稱為過孔。
帶引線的組件通常用于通孔板上。軸向引線在對稱的幾何軸上從典型的圓柱形或細(xì)長盒形組件的每個末端伸出。軸向引線組件的形狀類似于跳線,可用于在板上跨越很短的距離,甚至可以通過點對點布線中的開放空間不受支撐。 [3] [4] [5]軸向組件不會突出到板子的表面上方太多,在“放下”或平行于板子時不會產(chǎn)生低矮或平坦的結(jié)構(gòu)。
徑向引線或多或少地從組件封裝的同一表面或同一側(cè)面伸出,而不是從組件的相對兩端平行伸出。最初,徑向引線被定義為或多或少地遵循圓柱組件(例如陶瓷圓盤電容器)的半徑。[5]隨著時間的流逝,該定義與軸向引線形成了對比,并采用了當(dāng)前的形式。當(dāng)放置在板上時,徑向組件會“垂直”豎立,在有時很少使用的“板上不動產(chǎn)”上占據(jù)較小的占地面積,使其在許多高密度設(shè)計中很有用。從單個安裝表面伸出的平行引線為徑向組件提供了整體的“插入特性”,從而使其在高速自動組件插入(“板填充”)機(jī)器中的使用變得容易。
諸如集成電路之類的組件可以具有多達(dá)數(shù)十個引線或引腳。
在需要時,通過將一根引線彎曲成“ U”形,可以將軸向分量有效地轉(zhuǎn)換為徑向分量,以使其最終靠近另一根引線并與之平行。[4]可以使用熱縮管額外絕緣,以防止附近組件短路。相反,通過將導(dǎo)線盡可能遠(yuǎn)地分開,并將其延伸成整個長度,可以將徑向分量作為軸向分量壓入使用。這些即興創(chuàng)作經(jīng)常出現(xiàn)在面包板或原型結(jié)構(gòu)中,但不建議用于批量生產(chǎn)設(shè)計。這是因為在自動組件放置機(jī)械中使用困難,并且由于在完成的組件中減小的振動和抗機(jī)械沖擊性而導(dǎo)致可靠性較差。
多引線設(shè)備
對于具有兩個或更多引線的電子組件,例如二極管,晶體管,IC或電阻器組,可以使用一系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸的半導(dǎo)體封裝,這些封裝可以直接安裝在PCB上,也可以通過插座使用。特點
盡管與SMT技術(shù)相比,通孔安裝提供了牢固的機(jī)械結(jié)合力,但所需的額外鉆孔使板的生產(chǎn)成本更高。它們還限制了多層板上頂層正下方的層上信號走線的可用布線區(qū)域,因為孔必須穿過所有層到達(dá)相對的一側(cè)。為此,通孔安裝技術(shù)現(xiàn)在通常用于較大或較重的組件,例如電解電容或較大包裝中的半導(dǎo)體(例如TO-220),需要額外的安裝強(qiáng)度,或者用于插頭連接器或機(jī)電繼電器等組件需要強(qiáng)大的支持。[4]
在進(jìn)行原型制作時,設(shè)計工程師通常更喜歡通孔而不是表面安裝部件,因為它們可以很容易地與面包板插座一起使用。但是,高速或高頻設(shè)計可能需要SMT技術(shù)以最小化導(dǎo)線中的雜散電感和電容,這會削弱電路功能。即使在設(shè)計的原型階段,超緊湊的設(shè)計也可能決定SMT的構(gòu)造。