혼합 PCB 조립의 장점: SMT 및 THT 기술을 결합

혼합 PCB 조립 (Surface Mount Technology (SMT) 와 Through-Hole Technology (THT) 를 통합하는) 은 현대 전자제품 제조의 초석이 되었습니다.콤팩트 부품에 대한 SMT의 정확성과 고전력 또는 스트레스 저항성 부품에 대한 THT의 내구성을 활용함으로써, 이 하이브리드 접근 방식은 성능, 유연성, 비용 효율성의 희귀한 균형을 제공합니다. 자동차 제어 시스템에서 의료 장치까지,혼합 조립은 오늘날 가장 도전적인 응용 프로그램의 다양한 요구 사항을 충족합니다..

이 가이드는 엔지니어와 제조업체가 왜 혼합 PCB 조립을 선택하는지, 단일 기술 접근 방식에 대한 주요 장점, 실제 응용 프로그램,설계 및 생산에 대한 최선의 방법소비자 기기나 견고한 산업 시스템을 만들고 있든 간에 PCB의 성능과 신뢰성을 최적화하기 위해서는 혼합 조립을 이해하는 것이 중요합니다.

주요 내용
1혼합 PCB 조립은 SMT의 밀도와 속도를 THT의 강도와 전력 처리량과 결합하여 가혹한 환경에서 필드 고장율을 30~40% 감소시킵니다.
2그것은 작은 01005 SMT 구성 요소와 큰 THT 커넥터를 하나의 보드에 지원하여 디자인 유연성을 가능하게하며 단일 기술 집합체보다 50% 더 많은 구성 요소 다양성을 제공합니다.
315~25%의 비용 절감은 필요한 경우에만 (예를 들어, 고전력 부품) THT를 사용하여 대용량 SMT 단계를 자동화함으로써 달성됩니다.
4자동차, 의료 및 산업 전자제품과 같은 산업은 정확성, 내구성 및 다재다능성을 균형 잡는 능력으로 혼합 조립에 의존합니다.

혼합 PCB 조립 은 무엇 입니까?
혼합 PCB 조립은 두 가지 핵심 기술을 결합한 제조 접근법입니다.

a. 표면 장착 기술 (Surface Mount Technology, SMT): 부품은 부착을 위해 용매 페이스트와 재흐름 오븐을 사용하여 PCB의 표면에 직접 장착됩니다.
b. 구멍을 통한 기술 (THT): 부품은 파동 용접 또는 수동 용접을 통해 용접을 적용하여 뚫린 구멍에 삽입 된 선이 있습니다.

이 조합은 각각의 기술의 한계를 단독으로 해결합니다. SMT는 소형화와 속도에서 탁월하지만 고전력 또는 기계적으로 스트레스가있는 부품과 투쟁합니다.THT는 내구성 및 전력 처리 기능을 제공하지만 밀도가 부족합니다.이 두 물질은 결합하여 콤팩트하고 견고한 PCB를 만듭니다.

SMT 대 THT: 주요 차이점

혼합 집회 가 어떻게 작동 하는가
믹스 어셈블리는 이러한 기술을 하나의 작업 흐름에 통합합니다.

1.SMT 첫째: 자동화 된 기계는 PCB에 표면 장착 부품 (반항, IC, 작은 콘덴서) 을 배치합니다.
2재흐름 용접: 보드는 재흐름 오븐을 통과하여 용접 페이스트를 녹여 SMT 구성 요소를 고정합니다.
3.THT 통합: 구멍을 통해 구성 요소 (연결기, 큰 인덕터) 는 미리 뚫린 구멍에 삽입됩니다.
4파동 용접 또는 수동 용접: THT 선은 파동 용접 기계 (대용량) 또는 수동 용접 (저용량 / 민감한 부품) 을 통해 용접됩니다.
5검사: 결합된 AOI (SMT) 및 X-ray (숨겨진 THT 관절) 는 품질을 보장합니다.

혼합 PCB 조립 의 주요 이점
혼합 조립은 중요한 영역에서 단일 기술 접근 방식을 능가하여 복잡한 전자 장치의 선택이 됩니다.
1신뢰성 향상 및 내구성
진동, 온도 변동 또는 기계적 스트레스와 관련된 응용 프로그램에서 혼합 조립 장치 빛나는:

a.THT의 역할: 구멍을 통과 한 선은 진동 (20G +) 및 열 사이클 (-40 °C ~ 125 °C) 에 저항하는 기계적 앵커를 만듭니다. 이것은 자동차 하부 PCB 또는 산업 기계에 중요합니다.
b.SMT의 역할: 정밀한 SMT 용접은 낮은 스트레스 영역에서 관절 피로를 줄이며 99.9%의 SMT 관절이 10,000 + 열 주기를 생존합니다.

예제: 자동차의 엔진 제어 장치 (ECU) 는 센서와 마이크로 컨트롤러에 SMT를 사용 (저압) 및 전원 커넥터에 THT를 사용 (높은 진동),모든 SMT 설계에 비해 35%의 실패율을 줄입니다..

2디자인 유연성
혼합 조립은 SMT 또는 THT만으로 불가능한 디자인을 해제합니다.

a.밀도 + 견고성: 같은 보드에 0.4mm pitch BGA (SMT) 와 큰 D-sub 커넥터 (THT) 를 맞출 수 있습니다. 의료 모니터와 같은 컴팩트하지만 다재다능 장치에 이상적입니다.
b.부품 다양성: 설계 타협 없이 작은 RF 칩 (SMT) 에서 고전압 트랜스포머 (THT) 까지 더 다양한 부품을 이용할 수 있다.

데이터 포인트: IPC 산업 연구에 따르면 혼합 조립은 모든 SMT 또는 모든 THT 디자인보다 50% 더 많은 부품 유형을 지원합니다.

3최적화된 성능
기술과 부품의 기능을 맞추어 혼합 조립은 전체 PCB 성능을 향상시킵니다.

a.신호 무결성: SMT는 추적 길이를 최소화하여 고속 경로 (10Gbps+) 에서 신호 손실을 줄입니다. 예를 들어, SMT에 장착된 5G 송신기는 THT 동등한 것보다 30% 낮은 삽입 손실을 달성합니다.
b.전력 처리: THT 구성 요소 (예를 들어, 단말 블록) 는 과열없이 10A+ 전류를 관리하며, 전원 공급 및 모터 컨트롤러에 매우 중요합니다.

테스트: 48V 산업 전원 공급 장치의 혼합 조립 PCB는 THT의 우수한 전력 소모 덕분에 모든 SMT 설계보다 20% 더 높은 효율을 보여주었습니다.

4비용 효율성
혼합 조립은 비용을 줄이기 위해 자동화와 수동 노동을 균형 잡습니다.

a.SMT 자동화: 대용량 SMT 배치 (50,000 부품/시간) 는 작은 부품에 대한 노동 비용을 절감합니다.
b.목적있는 THT: THT를 중요한 부품 (예: 커넥터) 에만 사용하는 것은 모든 구성 요소를 손으로 용접하는 비용을 피합니다.

비용 분포: 1,000개 단위 구동에 있어서 혼합 조립 비용은 모든 THT보다 15~25% 저렴하다 (SMT 자동화로 인해) 그리고 모든 SMT보다 10% 저렴하다 (비싼 SMT 호환성 고전력 부품을 피함으로써).

5산업 전반에 걸쳐 다양성
혼합 조립은 소비자 기기에서 항공 우주 시스템에 이르기까지 다양한 애플리케이션 요구에 적응합니다.

a. 소비자 전자: 소형화를 위한 SMT (예를 들어 스마트폰 IC) + 충전 포트 (고등 插拔 스트레스) 를 위한 THT.
b. 의료기기: 정밀 센서용 SMT + 전원 연결 장치용 THT (무생성 및 내구성).
c. 항공우주: 가벼운 항공전자용 SMT + 견고한 커넥터용 THT (진동 저항)

혼합 PCB 조립의 응용
혼합 조립은 주요 산업에 걸쳐 독특한 과제를 해결하고, 그 다재다능성을 증명합니다.
1자동차 전자제품
자동차는 진동, 극한 온도, 그리고 낮은 신호 센서와 고전력 시스템을 처리하는 PCB를 요구합니다.

a.SMT: ECU 마이크로 컨트롤러, 레이더 센서 및 LED 드라이버 (소형, 저중량) 에 사용됩니다.
b.THT: 배터리 터미널, 피지 홀더 및 OBD-II 커넥터 (고속, 빈번한 플러그) 에 사용됩니다.

결과: 전기차 (EV) 의 혼합 조립 ECU는 자동차 산업 데이터에 따르면 모든 SMT 설계에 비해 보증 청구금을 40% 감소시킵니다.

2의료기기
의료용 PCB는 정확성, 불균형성, 신뢰성이 필요합니다.

a.SMT: 심근 경동기 및 EEG 모니터의 작은 센서 (저전력, 높은 밀도) 를 가동합니다.
b.THT: 환자 케이블 및 전력 입력을 위한 커넥터를 고정합니다. (기계 강도, 가벼운 청소).

컴플라이언스: 혼합 조립은 ISO 13485 및 FDA 표준을 충족하며, THT의 견고한 관절은 이식 및 진단 도구의 장기 신뢰성을 보장합니다.

3산업용 기계
공장 장비는 먼지, 습기, 그리고 무거운 사용에서 살아남을 수 있는 PCB를 필요로 합니다.

a.SMT: PLC 및 센서 배열 (빠른 신호 처리) 를 제어한다.
b.THT: 모터 드라이버, 전력 릴레이 및 이더넷 커넥터 (고전류, 진동 저항) 를 처리합니다.

예제: 로봇 팔에 혼합 PCB 조립은 SMT의 신호 속도를 THT의 기계적 스트레스 저항과 결합하여 다운타임을 25% 줄입니다.

4소비자 전자제품
스마트폰부터 가전제품까지, 혼합 조립은 크기와 내구성을 균형을 이루고 있습니다.

a.SMT: 01005 패시브와 5G 모덤으로 얇은 디자인을 가능하게 한다.
b.THT: 견고한 USB-C 포트와 전원 잭을 추가합니다.

시장 영향: 현대 스마트폰의 70%는 소형화와 포트 내구성을 균형을 맞추기 위해 업계 보고서에 따르면 혼합 조립을 사용합니다.

혼합 PCB 조립에 대한 설계 최선 사례
혼합 조립의 이점을 극대화하려면 다음 설계 지침을 따르십시오.
1. 컴포넌트 배치
a. 격리 구역: SMT 부품은 낮은 스트레스 영역 (연결 장치에서 멀리) 에 보관하고 THT 부품은 높은 스트레스 영역 (변, 포트) 에 보관하십시오.
b. 과밀화 방지: 파동 용접 도중 용접 브리딩을 방지하기 위해 THT 구멍과 SMT 패드 사이에 2~3mm를 남겨 두십시오.
c. 자동화를 위해 정렬: SMT 구성 요소를 선택 및 위치 기계와 호환되는 그리드에 배치; 쉽게 삽입하기 위해 THT 부품을 정렬하십시오.

2레이아웃 고려
a. 열 관리: 열을 분산시키기 위해 고전력 SMT IC 근처에 THT 열 방출기와 비아를 사용하십시오.
b. 신호 라우팅: EMI를 줄이기 위해 THT 전력 경로에서 고속 SMT 경로를 라우팅합니다.
c. 구멍 크기: THT 구멍은 적절한 용접을 보장하기 위해 부품 선보다 0.1~0.2mm 더 커야합니다.

3DFM (제공 가능성 설계)
a.SMT 스텐실 디자인: 레이저로 잘린 스텐실을 사용하여 1:1 패드-아퍼처 비율로 일관성있는 용접 페이스트를 적용합니다.
b.THT 구멍 배치: PCB 약화를 피하기 위해 THT 구멍을 ≥2mm 떨어져 놓습니다.
c.시험점: 검사를 간소화하기 위해 SMT (AOI) 및 THT (수동 탐사) 시험점을 모두 포함합니다.

혼합 집회 에서 도전 과제 를 극복 함
혼합 조립에는 독특한 장애가 있지만 신중한 계획으로 완화됩니다.
1열 호환성
도전: SMT 부품 (예: 플라스틱 IC) 은 THT 파동 용접 (250°C+) 도중 녹을 수 있습니다.
솔루션: 높은 온도 SMT 구성 요소 (260°C+) 를 사용하거나 물결 용접 과정에서 열 저항성 테이프로 민감한 부분을 보호하십시오.

2. 조립 복잡성
과제: SMT와 THT의 조화를 통해 생산이 느려질 수 있습니다.
솔루션: SMT 배치 및 THT 삽입 기계가 통합된 자동 작업 흐름을 사용하여 전환 시간을 50% 줄입니다.

3품질 관리
도전: SMT와 THT 결합을 검사하려면 다른 도구가 필요합니다.
해결책: AOI (SMT 표면 관절) 와 X-ray (숨겨진 THT 배럴 용접) 를 결합하여 99.5%의 결함을 감지합니다.

자주 묻는 질문
질문: 혼합 조립은 단일 기술 조립보다 더 비싸습니까?
A: 초기에는 10~15% 감소하지만 실패율이 낮고 성능이 향상됨으로써 장기적인 비용을 줄입니다.

Q: 혼합 조립기는 고주파 설계 (5G, RF) 를 처리 할 수 있습니까?
A: 절대적으로. SMT의 짧은 흔적은 5G/RF 경로에서 신호 손실을 최소화하고, THT 커넥터는 필요한 경우 강력한 RF 보호 기능을 제공합니다.

Q: 혼합 조립에 대한 최소 주문 양은 무엇입니까?
A: 대부분의 제조업체는 프로토타입을 위해 소량 (10~50대) 를 허용하고, 1,000대 이상의 단위로 대용량 자동화를 적용합니다.

Q: 특정 부품에 SMT와 THT를 어떻게 선택할 수 있나요?
A: 작은, 저전력 또는 고밀도 부품 (IC, 저항) 에 SMT를 사용하십시오. 큰, 고전력 또는 자주 연결 된 부품 (연결기, 릴레) 에 THT를 사용하십시오.

Q: 혼합 조립은 유연 PCB와 작동합니까?
A: 예 융통성 혼합 PCB는 구부러질 수 있는 부위에 SMT를 사용하고 딱딱한 부위에 THT를 사용합니다 (예를 들어 SMT 센서와 THT 충전 포트를 갖춘 접이 가능한 전화 힌지).

결론
혼합 PCB 조립은 SMT의 정밀성과 THT의 견고함 사이의 격차를 줄이고 오늘날의 전자제품에 대한 다재다능한 솔루션을 제공합니다.제조업체는 컴팩트한 디자인을 달성합니다, 신뢰성 있고 비용 효율성 자동차에서 의료 산업에 중요한

신중한 설계 (DFM 관행, 전략적 부품 배치) 및 품질 관리 (AOI + X선 검사)혼합 조립은 내구성에서 단일 기술 접근 방식을 능가하는 PCB를 제공합니다., 유연성 및 성능. 전자제품이 점점 더 복잡해짐에 따라 혼합 조립은 혁신의 핵심 동력으로 남아있을 것입니다.차세대 기기가 이전보다 작고 강력할 수 있도록 합니다..