电子元件有各种形状和尺寸,但适合您项目的包装可能并不像您想象的那么明显。
某些应用可能会从诸如通孔封装等旧技术中受益匪浅,而其他应用可能依赖于表面贴装器件(SMD)。选择正确的决策有时可能是一个困难的决定,所以在本文中,我们将研究两种技术,它们如何比较,以及何时应该使用每种类型。
通孔器件具有较长的支脚,称为引线,通过PCB的顶部插入孔中,然后焊接到PCB的下侧。PCB上用于通孔引线的孔称为焊盘,IC几乎总是镀通过。
表面贴装器件直接安装在PCB上,没有突出的引线。相反,PCB上的焊盘与SMD元件上的触点对齐,焊盘和触点焊接在一起,形成电接触。SMD元件有各种各样的接触类型和尺寸。一些SMD部件具有接触PCB的小腿,而其他部件仅在IC的下侧具有微小连接。
原型原型可以说是最重要的决定因素,特别是对于可能无法访问定制PCB的业余爱好者而言。
由于通孔装置具有引线,因此它们可以容易地插入面包板和插座上,使它们可以容易地从原型移动并插入最终设计中,或者可以在全新的设计中重复使用。这使得通孔部件对于诸如微控制器,传感器和存储器IC的昂贵设备非常经济有效。
与此同时,SMD必须先焊接到某些东西上才能使用 - 甚至在原型中也是如此。有适配器板可以将SMD元件转换为通孔部件。然而,它们仍然需要用户将部件焊接到适配器,这意味着它们不能毫无困难地被移除。
一些SMD部件(例如BGA,QFN和MFL)在没有适当的工具(例如许多业余爱好者不拥有的热风烙铁)的情况下难以焊接。使用像电阻器和电容器这样的简单SMD元件的一个优点是它们非常便宜,但它们也可以焊接(即使它们有支脚)。
机械强度通孔部件使用顶部和底部焊盘,这些焊盘通过镀锡或镀金的铜镀层彼此电连接。
当通孔器件焊接到PCB上时,焊料通常会进入镀通孔,用一些额外的焊料涂覆顶部和底部焊盘。这导致难以置信的强连接几乎不可能破坏(假设焊料已正确应用),并为组件提供了最好的机械IC配件之一。
SMD元件通常非常小,它们的连接涉及两块金属接触,它们之间有一个小焊点。这使得SMD元件有些脆弱,因此SMD的强度依赖于高质量的PCB,以防止在SMD元件被意外撞击时将迹线拉出。
成本比较与表面贴装器件相比,由于其成本,通孔在工业中不经常使用。SMD采用非常小的外壳封装,使用的材料明显少于通孔对应物,并且当需求量大且生产迅速时,许多SMD部件的成本都是可笑的。
虽然通孔和SMD元件之间的价格差异在原型制作过程中可能不会那么大,但成本差异对于批量生产的零件来说可能是惊人的。
使用通孔部件的批量生产电路通常需要人工插入元件并将它们焊接到位!虽然波峰焊可以用于自动焊接通孔部件,但这种技术并不总是合适的 - 特别是在PCB底部有SMD元件的情况下。因此,要求操作人员将部件焊接到适当位置,这比拾取和回流焊接要昂贵得多。
通孔封装的日益稀缺虽然通孔技术是20年前首选的制造技术,但SMD技术现已大大超越市场。
一些像Microchip这样的制造商确实在通孔封装(例如DIP16和DIP40)中销售它们的微控制器,但通孔选择变得越来越少。大多数现代组件(例如ARM微控制器)仅在SMD封装中找到。
如果供应商决定停止生产通孔部件,那么依赖于通孔部件的现代设计可能在将来可能遭受制造问题。这种情况更容易发生在通孔设备上,因为它们受欢迎程度较低,而SMD组件则受到设计师的极大欢迎。
何时使用每种包类型当昂贵的部件需要在以后的项目中重复使用或者当没有诸如热风烙铁之类的设备时,通孔技术是有用的。通孔部件对于使用无焊面包板或只能使用传统2.54mm间距的条形板的业余爱好者来说非常有价值。
通常,通孔技术能够处理更高的电流和功率,使其在电源和原型设计应用中非常有用。
如果可能,在原型设计阶段应避免使用表面贴装器件,但这并非总是可行。然而,大规模生产的电路应该尽可能地使用SMD技术,因为节省成本可能是成功和失败产品之间的差异。