5 juillet 2024

Qu'est-ce que la technologie Through-Hole (THT) dans les PCB

Les cartes de circuits imprimés (PCB) constituent l’épine dorsale de l’électronique moderne. Ils fournissent une plate-forme pour connecter des composants électroniques et créer des circuits fonctionnels. Il existe deux méthodes principales pour assembler des composants sur des PCB : la technologie Through-Hole (THT) et la technologie de montage en surface (SMT).

Malgré la prévalence du SMT, le THT reste vital dans de nombreux domaines. Le THT est souvent utilisé dans des produits nécessitant une fiabilité et une résistance mécanique élevées. Par exemple, l’électronique aérospatiale et militaire s’appuie sur THT pour ses connexions robustes.

THT offre un avantage significatif dans les secteurs où la maintenance et la réparation sont standard. Les composants peuvent être facilement remplacés ou modifiés, garantissant ainsi une fonctionnalité et une fiabilité à long terme.

En résumé, la technologie Through-Hole n’est pas seulement une relique du passé. Il joue un rôle essentiel dans l’électronique moderne, offrant une fiabilité, une durabilité et une simplicité que SMT ne peut pas toujours offrir.

PCB avec composants traversants et puces à montage en surface

Qu’est-ce que la technologie Through-Hole (THT) ?

La technologie Through-hole (THT) est une méthode de montage de composants électroniques sur une carte de circuit imprimé (PCB). Les composants en THT ont des fils, ou broches, qui traversent des trous percés dans le PCB. 

Ces fils sont soudés aux plots du côté opposé, créant ainsi une connexion mécanique et électrique sécurisée. Les composants THT sont connus pour leur fiabilité et leur durabilité, ce qui les rend idéaux pour diverses applications.

Pour en savoir plus sur les bases de l'assemblage de PCB, visitez Choses de base que vous devez savoir sur le processus d'assemblage des PCB.

Contexte historique et développement du THT

Le THT est la pierre angulaire de l'assemblage électronique depuis le milieu du 20e siècle. Avant son développement, les circuits étaient souvent câblés à la main, ce qui demandait beaucoup de travail et était sujet aux erreurs. THT a révolutionné l'industrie en permettant des connexions plus cohérentes et plus fiables.

Au début, le THT était la principale méthode de montage des composants. Il a permis la production en masse d’appareils électroniques, réduisant considérablement les coûts et améliorant les performances. 

Au fil des années, les composants THT ont évolué, avec des améliorations des matériaux et des techniques de fabrication améliorant leur fiabilité et leur facilité d'utilisation.

Malgré l’avènement de technologies plus récentes, le THT reste essentiel dans diverses applications. Son développement a ouvert la voie à l’électronique moderne, fournissant ainsi la base de nouvelles méthodes.

Comparaison avec la technologie de montage en surface (SMT)

Alors que le THT consiste à insérer des câbles dans des trous du PCB, la technologie de montage en surface (SMT) place les composants directement sur la surface de la carte. 

Le SMT est devenu populaire car il permet des conceptions plus petites et plus compactes. Les composants peuvent être placés des deux côtés du PCB et le processus d'assemblage est plus rapide et plus efficace.

Cependant, le THT présente plusieurs avantages par rapport au SMT. Les connexions THT sont généralement plus robustes et fiables, ce qui les rend adaptées aux environnements soumis à des contraintes mécaniques élevées ou à des températures extrêmes. Par exemple, les applications aérospatiales et militaires préfèrent souvent le THT pour sa robustesse.

De plus, THT est plus facile à utiliser pour l’assemblage manuel et le prototypage. Les composants sont plus visibles et plus faciles à manipuler, ce qui est bénéfique à des fins éducatives et pour les projets amateurs.

En résumé, THT et SMT ont tous deux leurs avantages uniques. Le THT excelle en termes de fiabilité et de facilité d'utilisation, tandis que le SMT est préféré pour son efficacité et sa capacité à produire des dispositifs plus petits et plus complexes. Comprendre les deux technologies est crucial pour sélectionner la méthode appropriée pour chaque application.

Personne-soudant-un-PCB-vert-en-utilisant-la-technologie-à-trou-traversant

Types de composants THT

La technologie Through-hole (THT) implique divers composants dotés de fonctions et de caractéristiques spécifiques. Comprendre ces composants aide à concevoir et à assembler des circuits électroniques fiables et efficaces. Pour un aperçu détaillé des composants PCB, consultez Composants et fonctions PCB couramment utilisés.

Composants electroniques

Résistances

Les résistances font partie des composants THT les plus courants. Ils contrôlent le flux de courant électrique dans un circuit en fournissant une quantité spécifique de résistance. Cela permet de gérer les niveaux de tension et de courant, garantissant ainsi le bon fonctionnement du circuit. Apprendre encore plus Comment lire une résistance sur des PCB ?

Condensateurs

Les condensateurs stockent et libèrent de l’énergie électrique. Ils sont essentiels pour les applications de filtrage, de lissage et de synchronisation dans les circuits. Les condensateurs THT sont disponibles en différents types, tels que électrolytiques et céramiques, chacun adapté à des usages différents.

Inducteurs

Les inducteurs stockent l'énergie dans un champ magnétique lorsque le courant électrique les traverse. Ils sont utilisés dans les circuits de filtrage et de réglage, aidant à gérer les fréquences des signaux et à réduire le bruit.

Diodes

Les diodes permettent au courant de circuler dans une seule direction. Ils sont essentiels au redressement, qui convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC). Les diodes THT sont fiables et faciles à intégrer dans divers circuits.

Circuits intégrés (CI)

Circuits intégrés (CI) sont des composants complexes pouvant contenir des centaines ou des milliers d’éléments électroniques individuels. Ils remplissent diverses fonctions, allant des opérations logiques simples au traitement du signal complexe.

Forfaits doubles en ligne (DIP)

TREMPER est un style d'emballage populaire pour les circuits intégrés en THT. Ces boîtiers comportent deux rangées parallèles de broches insérées dans les trous du PCB. Ils sont faciles à manipuler et à souder, ce qui les rend idéaux pour le prototypage et les projets éducatifs.

Autres packages IC courants

Autre THT Paquets IC outre DIP, citons SIP (Single In-line Package) et ZIP (Zigzag In-line Package). Ces packages offrent différentes configurations et tailles de broches pour s'adapter à diverses applications.

Modules

Les modules sont des assemblages plus grands qui intègrent plusieurs composants dans un seul package. Ils simplifient la conception et l'assemblage des circuits en combinant plusieurs fonctions en une seule unité.

Écrans LED

Les écrans LED sont utilisés pour la sortie visuelle dans de nombreux appareils. Ils peuvent afficher des chiffres, des caractères et des graphiques. Les écrans LED THT sont robustes et faciles à intégrer dans les projets, des simples indicateurs aux écrans complexes.

Modules de puissance

Les modules d'alimentation gèrent et distribuent l'énergie au sein d'un circuit. Ils peuvent inclure des composants tels que des régulateurs de tension, des transformateurs et des redresseurs. Les modules d'alimentation THT sont essentiels pour garantir une fourniture d'énergie stable et fiable.

Autres assemblages de grands composants

Les autres modules THT comprennent des modules de relais, des modules de capteurs et des modules de communication. Ces assemblages combinent divers composants pour effectuer des tâches spécifiques, ce qui les rend pratiques pour les conceptions de circuits complexes.

Comprendre ces composants THT vous aide à sélectionner les pièces appropriées pour vos projets. Que vous travailliez sur un simple projet de loisir ou sur un système industriel complexe, les composants THT offrent fiabilité et facilité d'utilisation.

Schéma d'un assemblage-traversant-avec-fils-de-composants

Méthodes d'assemblage en THT

Les composants de la technologie Through-hole (THT) peuvent être assemblés sur des cartes de circuits imprimés (PCB) en utilisant différentes méthodes. Les deux méthodes principales sont le brasage manuel et le brasage à la vague. Chacun a ses processus, ses applications et ses avantages.

Soudure manuelle

Description du processus

Le brasage manuel est une méthode simple et pratique pour assembler des composants THT. Voici comment cela fonctionne:

  1. Placement des composants: Tout d'abord, placez les composants THT dans les trous pré-percés sur le PCB.
  2. Soudure: Chauffez les fils et les plots des composants sur le PCB avec un fer à souder. Appliquez de la soudure pour former une connexion. La soudure fond et lie le fil du composant et la pastille.
  3. Inspection: Vérifiez les joints de soudure pour vous assurer qu'ils sont lisses et brillants. Cela indique une bonne connexion.

Applications et avantages

La soudure manuelle est idéale pour :

  • Prototypage: Parfait pour créer et tester de nouvelles conceptions de circuits.
  • Production en petits lots: Utile pour la fabrication à faible volume où les processus automatisés ne sont pas rentables.
  • Réparations et modifications: Permet un retrait et un remplacement faciles des composants.

Les avantages du soudage manuel incluent :

  • La flexibilité: Facile à apporter des modifications et des ajustements.
  • Faible coût: Nécessite un équipement minimal.
  • Accessibilité: Idéal pour les amateurs, les éducateurs et les petits fabricants.

Soudure à la vague

Description du processus

Le brasage à la vague est un processus automatisé conçu pour la production en grand volume. Voici comment cela fonctionne:

  1. Préparation: Les composants sont placés dans les trous du PCB, soit manuellement, soit par une machine.
  2. Application de flux: Le PCB est recouvert de flux pour nettoyer et préparer les surfaces à souder.
  3. Préchauffage: Le PCB est chauffé pour préparer la soudure.
  4. Vague de soudure: Le PCB passe sur une vague de soudure fondue. La soudure adhère aux surfaces métalliques exposées, reliant les fils des composants et les plages du PCB.
  5. Refroidissement: Le PCB est refroidi pour solidifier les joints de soudure.

Applications et avantages

Le brasage à la vague est idéal pour :

  • Production de masse: Gère efficacement de grands volumes de PCB.
  • Qualité constante: Garantit des joints de soudure uniformes et fiables.
  • Assemblages complexes: Peut gérer des cartes avec de nombreux composants THT.

Les avantages du brasage à la vague comprennent :

  • Efficacité: Traite rapidement de nombreux PCB.
  • Fiabilité: Produit des joints de soudure cohérents et de haute qualité.
  • Évolutivité: Convient pour augmenter la production.

Le brasage manuel et le brasage à la vague sont utilisés dans l'assemblage THT. La bonne méthode est choisie en fonction des exigences du projet, notamment le volume, la complexité et le budget. 

Chaque méthode garantit que les composants THT sont fixés de manière sécurisée et fiable aux PCB, prêts pour leurs applications prévues.

Gros plan-d-un-PCB-vert-avec-diverses-pièces-électroniques

Avantages de la technologie traversante

La technologie Through-hole (THT) offre plusieurs avantages, ce qui en fait un choix privilégié dans diverses applications. Ces avantages incluent la durabilité, la fiabilité et la facilité d'utilisation, ce qui rend les composants THT polyvalents et fiables.

Durabilité

Force mécanique

L'un des principaux avantages du THT est sa résistance mécanique exceptionnelle. Les fils des composants THT traversent le PCB et sont soudés de l'autre côté, créant ainsi des connexions robustes. 

Cette liaison physique rend les composants THT très résistants aux contraintes mécaniques, telles que les vibrations et les chocs physiques. Cette résistance est importante dans les applications où le dispositif peut être soumis à une manipulation brutale ou à des conditions difficiles.

Aptitude aux environnements difficiles

Les composants THT sont bien adaptés aux environnements soumis à des conditions extrêmes. Ils peuvent résister à des températures élevées, à l’humidité et à d’autres facteurs difficiles sans compromettre les performances. Cela fait du THT un choix idéal pour les applications aérospatiales, militaires et industrielles, où la durabilité et la fiabilité sont cruciales.

Pour en savoir plus sur les PCB durables, explorez Avantages et applications des PCB à grand volume.

Fiabilité

Haute fiabilité pour les applications critiques

Les composants THT sont connus pour leur grande fiabilité. Les connexions sécurisées formées en soudant les fils à travers le PCB garantissent que les composants restent fermement en place. Cette fiabilité est vitale pour les applications critiques où la panne n'est pas une option. 

Par exemple, dans les dispositifs médicaux et les systèmes de sécurité, les connexions robustes fournies par les composants THT contribuent à garantir des performances constantes et fiables.

Facilité d'utilisation

Processus d'assemblage simple

Le processus d'assemblage des composants THT est simple. Placer les fils dans les trous et les souder est simple et intuitif. Cette simplicité fait du THT un excellent choix pour divers utilisateurs, des amateurs aux professionnels. 

Il nécessite un minimum de formation et d'équipement, ce qui le rend accessible à toute personne intéressée par la construction ou la réparation de circuits électroniques.

Idéal pour le prototypage et à des fins éducatives

THT est particulièrement bénéfique pour le prototypage et à des fins éducatives. La plus grande taille des composants THT les rend plus faciles à manipuler et à utiliser. Cette facilité d’utilisation est précieuse pour les débutants qui s’initient à l’électronique. 

Les étudiants peuvent facilement voir et comprendre les connexions, ce qui les aide à comprendre les principes fondamentaux de la conception de circuits. De plus, THT permet des modifications rapides et faciles pour le prototypage, permettant ainsi aux concepteurs de tester et d'affiner efficacement leurs circuits.

Gros plan-d-un-PCB-vert-avec-résistances-et-composants

Applications de la technologie traversante

En raison de ses avantages uniques, la technologie traversante (THT) est utilisée dans divers domaines. Il excelle dans les applications où la fiabilité, la durabilité et la facilité de manipulation sont essentielles.

Aéronautique et militaire

La fiabilité et la durabilité sont primordiales dans les applications aérospatiales et militaires. Les équipements dans ces domaines doivent fonctionner parfaitement dans des conditions extrêmes. 

Les composants THT sont choisis pour leurs connexions mécaniques robustes, capables de résister à de fortes vibrations, chocs et variations de température. 

Par exemple, dans les systèmes avioniques et les équipements de défense, THT garantit que les connexions électroniques restent intactes et fonctionnelles sur de longues périodes, même dans des environnements difficiles. Cette fiabilité est essentielle à la sécurité et à l’efficacité des opérations aérospatiales et militaires.

Équipement industriel

Les environnements industriels exigent des systèmes robustes et maintenables. Les machines et équipements sont souvent soumis à une utilisation rigoureuse, nécessitant des composants capables de supporter des opérations intensives. 

Les composants THT sont idéaux pour de tels paramètres en raison de leurs connexions physiques solides et de leur haute résistance aux contraintes mécaniques. Les composants THT sont utilisés dans les systèmes de contrôle, les alimentations électriques et les machines lourdes dans les usines et les installations industrielles. 

Leur durabilité réduit le besoin de réparations fréquentes, garantissant un fonctionnement continu et minimisant les temps d'arrêt. De plus, la facilité de remplacement des composants THT rend la maintenance simple et rentable.

Pour les applications industrielles, reportez-vous à Assemblage de circuits imprimés d'automatisation industrielle.

Projets éducatifs et de loisirs

THT est un favori dans les projets éducatifs et amateurs en raison de sa facilité de manipulation et de ses capacités de prototypage. Pour les étudiants et les amateurs, les composants THT sont plus importants et plus faciles à manipuler, rendant le processus d'apprentissage plus accessible. 

THT aide les étudiants à comprendre les principes électroniques de base grâce à une expérience pratique en milieu éducatif. Les projets tels que la construction de circuits simples, l'apprentissage du soudage et l'expérimentation de différents composants deviennent plus faciles à gérer avec THT.

Pour les amateurs, THT est parfait pour créer des projets électroniques personnalisés. Son processus d'assemblage simple permet un prototypage rapide et des modifications faciles, permettant aux créateurs de donner vie à leurs idées efficacement.

Comparaison des PCB traversants et des PCB SMT

THT contre SMT

La technologie Through-Hole (THT) et la technologie de montage en surface (SMT) sont deux méthodes principales d'assemblage de composants électroniques sur des cartes de circuits imprimés (PCB). 

Chacun a ses avantages et convient à différentes applications. Comprendre les différences peut vous aider à choisir la technologie adaptée à votre projet.

Taille et poids

Comparaison de la taille et du poids des composants

L'une des différences les plus significatives entre le THT et le SMT réside dans la taille et le poids des composants.

  • Composants THT

Les composants THT sont généralement plus gros et plus lourds car ils comportent de longs câbles qui traversent le PCB. Cela les rend faciles à manipuler et idéaux pour les applications où la taille n’est pas une contrainte.

  • Composants CMS

Les composants SMT sont beaucoup plus petits et plus légers. Ils sont montés directement sur la surface du PCB sans avoir besoin de trous, ce qui permet des conceptions plus compactes et légères, ce qui est crucial pour les appareils électroniques modernes à haute densité comme les smartphones, les ordinateurs portables et les technologies portables.

Complexité de l'assemblage

Différences dans les techniques et équipements d’assemblage

Le processus d'assemblage des composants THT et SMT varie également considérablement.

  • Assemblage THT

L'assemblage THT peut être réalisé manuellement ou par soudage à la vague automatisé. L'assemblage manuel est simple et ne nécessite pas d'équipement sophistiqué, ce qui le rend accessible pour la production et le prototypage à petite échelle. 

Le brasage à la vague, utilisé pour des volumes plus importants, consiste à faire passer le PCB sur une vague de soudure fondue pour fixer les composants. Ce processus est plus simple que le SMT mais moins efficace pour les petits composants.

  • Assemblée CMS

Assemblage CMS est plus complexe et nécessite des machines avancées telles que des machines de transfert, des fours de refusion et des systèmes d'inspection. Les composants sont placés sur le Surface des circuits imprimés et soudé à l'aide d'un processus de refusion. 

Cette méthode est très efficace pour la production de masse et permet de placer les composants des deux côtés du PCB. Cependant, le coût d’installation initial et l’équipement sont plus chers, ce qui le rend moins adapté à la production en faible volume.

Adéquation à différentes applications

Quand choisir THT plutôt que SMT et vice versa

Le choix entre THT et SMT dépend des exigences spécifiques de votre projet.

  • Choisissez THT quand:

La durabilité est cruciale: Le THT est idéal pour les applications nécessitant des liaisons mécaniques solides, telles que les équipements aérospatiaux, militaires et industriels.

Facilité de réparation: Les composants THT sont plus accessibles au remplacement et à la réparation, ce qui les rend adaptés aux prototypes, aux projets éducatifs et aux applications nécessitant une maintenance lourde.

Exigences de puissance élevées: Le THT est mieux adapté à la manipulation de composants haute puissance et haute tension en raison de ses connexions robustes.

  • Choisissez SMT quand:

L'espace est limité: SMT est parfait pour les conceptions compactes et légères, essentielles dans l'électronique grand public comme les smartphones et les tablettes.

Production en grand volume: Le processus d'assemblage automatisé de SMT est très efficace pour la production à grande échelle, réduisant les coûts et les délais.

Applications haute fréquence: Les composants CMS ont des fils plus courts, ce qui peut réduire l'inductance et la résistance, ce qui les rend adaptés aux applications haute fréquence.

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Conclusion

La technologie Through-hole (THT) continue de jouer un rôle crucial dans l’électronique. Son importance et ses applications couvrent diverses industries, mettant en évidence sa valeur durable et sa polyvalence.

Le THT est une méthode fondamentale pour assembler des composants électroniques sur des cartes de circuits imprimés (PCB). Il est réputé pour sa durabilité, ce qui en fait le choix idéal pour les applications nécessitant des liaisons mécaniques solides et une grande fiabilité. 

La facilité de manipulation et d'assemblage rend le THT parfait pour les projets éducatifs et les projets amateurs, permettant aux débutants d'apprendre et d'expérimenter l'électronique sans effort.

En conclusion, la technologie Through-Hole reste la pierre angulaire de l'assemblage de circuits imprimés, offrant une durabilité, une fiabilité et une facilité d'utilisation inégalées. 

Sa pertinence continue dans diverses industries souligne son importance, garantissant que le THT restera un composant essentiel de l'assemblage électronique pendant des années.

Article rédigé par Alice Lee