PCB設計中的通孔組件

在PCB設計中，很容易使用我們一直使用的相同的通孔組件。有時候，這是一個非常好的主意，但在某些情況下，使用不同的東西。讓我們看一下在PCB設計中使用或不使用通孔組件的一些原因。
通孔組件：PCB設計人員應該使用它們嗎？
在表面貼裝元件問世很久之前，只有通孔零件可用于PCB設計的零件。它們的包裝尺寸通常非常標準，設計師習慣于使用它們。如果要求在板上添加一些旁路帽，我們將創建一個PCB腳印，其中兩個孔的間距為0.300英寸，在孔中心添加0.050英寸的零件輪廓，并稱其良好。
盡管那可能在那時效果很好，但隨著縮小的電路板尺寸和當今擁擠的零件放置，它不再是可行的解決方案。在高密度設計中使用表面安裝零件已成為一種要求，而精確的組件尺寸對于PCB CAD占位圖來說是必須的。這是否意味著不再需要通孔組件？一點也不。通孔部分對于PCB設計仍然至關重要，原因如下：
1、耐用性：許多用作接口的零件必須具有更牢固的機械連接，這可以通過表面安裝焊接來實現。開關，連接器，保險絲和其他將受到人為或機械力推動和拉動的零件，需要焊接通孔連接的強度。
2、功率：用于傳導高功率電平的電路中的組件通常僅以通孔封裝形式提供。這些零件不僅更大，更重，需要更堅固的機械連接，而且電流負載對于表面安裝焊料連接可能會太大。
3、熱量：傳導大量熱量的組件也可能更喜歡通孔封裝。這樣可使引腳通過孔傳導熱量，并將熱量傳導到電路板上。在某些情況下，這些零件也可能通過板上的孔用螺栓固定，以進行額外的熱傳遞。
4、混合型：這些零件是表面安裝墊和通孔銷的組合。示例包括高密度連接器，其信號引腳是表面安裝的，而其安裝引腳是通孔的。在承載大量電流或發熱的零件中也可以找到相同的配置。電源和/或熱插針將通過孔，而其他信號插針將通過表面安裝。
如你所見，在PCB設計中仍然有很多理由要使用通孔部件。正如在某些零件應用中必須使用通孔組件一樣，情況也是如此。由于尺寸較小，較小的表面安裝零件是成本和信號性能的較好選擇。此外，表面貼裝零件通常是組裝的更好選擇，我們將在接下來討論。通孔元件對于電源電路很重要
通孔零件的PCB組裝
根據所使用的零件，可以在印刷電路板上組裝或花費大量金錢。表面貼裝零件由于尺寸更均勻，可以自動放置在板上，然后通過回流焊發送。這是一個簡單的過程，將快速有效地批量生產電路板組件。但是，通孔零件需要更復雜的組裝過程：
1、零件放置：盡管有用于通孔零件的自動插入系統，但許多組裝供應商會依賴于手動安裝零件，因為它們所使用的通孔零件量很大。與用于表面安裝零件的拾放機相比，在焊接前手動安裝這些零件要花費更多的成本。
2、自動焊接：通孔零件通常通過波峰焊接工藝進行。這是一個經過多年驗證的真實過程，非常可靠。當附近有無法通過波浪運行的表面安裝組件時，就會出現問題。這就需要使用特殊的托盤來掩蓋那些表面安裝的組件，以便只有通孔銷暴露在波浪中。
3、手動焊接：對于高密度通孔零件或無法合理遮蓋的區域，PCB組裝商將求助于手動焊接那些零件。與自動焊接相比，這再次是更昂貴的過程。
但是，正如我們已經看到的，使用通孔組件是PCB設計中非常必要的一部分。在這種情況下，必須將額外的制造成本計入電路板的整體價格中。但是，作為PCB設計人員，你可以做一些事情來幫助你。
在PCB設計CAD工具中使用通孔零件的提示
為了降低電路板的制造成本，盡可能將通孔組件與表面安裝零件分開是有幫助的。這將幫助PCB制造商簡化必須為電路板設置的不同焊接工藝。顯然，這種零件分離并非總是可行的，因為PCB仍需要具有電氣功能，但是你可以使用的越多，制造的效果就越好。
使用通孔組件時的另一個重要技巧是如何在PCB設計CAD系統中將它們建模為封裝。確保你使用的是新數據手冊中的正確信息。以很大材料寬度創建零件輪廓，并確保使用正確的成品孔尺寸。另外，請確保在封裝中包括所有相關的保留區域，間隙和組件高度。
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