什麼是THT(Through-hole technology)?簡介元件種類和組裝

重點摘要

THT 是指通孔插裝技術,利用引腳穿過 PCB 的通孔,以焊錫固定元件。它廣泛應用於 LED 七段顯示器、LCD 模組等電路模組的組裝,並常見於需要耐高溫或高濕的電子產品中。

THT(Through-hole technology)是什麼?

THT(Through-hole technology)是什麼?
THT(Through-hole technology)是什麼?

THT技術是通孔插裝技術的英文縮寫,英文全名是Through-hole technology,英文又常簡寫成"thru-hole",是一種電子零件組裝到電路(PCB, printed circuit boards上的一種技術,此技術的特徵為電子零件上會有金屬製的引腳,這些元件稱作「THT元件」,THT元件具有金屬引腳,這些引腳穿過PCB上的電鍍通孔(PTH, Plated-through holes),並使用焊錫將元件與PCB進行連接,從而完成電子元件的組裝。

由於THT元件結構簡單,組裝後能耐高溫、高濕等嚴苛環境,常用於手動焊接或波峰焊(Wave Soldering)進行大批量生產。部分THT元件甚至可以使用SMT的自動化技術來組裝。

隨著SMT技術的日益成熟,電子產品變得更小、更輕、更薄。然而,THT(Through-hole technology)技術仍然廣泛應用於學生電子實驗、小量Maker項目,以及需要耐高溫、高濕環境的產品中。

THT(Through-hole technology)包裝技術的特點?

常見的THT(Through-hole technology)元件可概略的分為以下三種類別:

  • THT包裝的電子零件
  • THT包裝的IC積體電路
  • THT包裝的模組

以下分別介紹如下

THT(Through-hole technology)包裝的電子零件

這是最常見的THT(Through-hole technology)元件類型,包括電阻、電容和電感等三大類電子元件。根據不同的包裝方式,這些元件也有不同的特性。下圖展示了一些常見的THT(Through-hole technology)電子元件。

一些雙端和三個引腳的電子元件-電阻,電容,雙極性電晶體圖片

一些雙端和三個引腳的電子元件-電阻,電容,雙極性電晶體圖片

THT(Through-hole technology)包裝的IC積體電路

THT(Through-hole technology)包裝的IC積體電路也是很常見的類別,隨著積體電路IC所需要的引腳,和尺寸不同,各有不同的包裝名稱,下表列出一些常見的THT包裝的IC積體電路的縮寫給讀者參考,下圖是DIP24 元件的照片。

Package Name# of pinW*L*H (mils)pitch (mils)
MDIP88365*250*130100
MDIP1414755*250*135100
MDIP1616760*250*130100
MDIP1818900*250*155100
MDIP20201026.5*260*130100
MDIP24241260*280*130100
MDIP28281450*540*150100
MDIP40402056.5*550*145100
THT(Through-hole technology)包裝的IC積體電路包裝尺寸整理表
一些SOP8,SOP16,SOP40 的IC積體電路零件照片

一些SOP8,SOP16,SOP40 的IC積體電路零件照片

THT(Through-hole technology)包裝的電路模組-LED七段顯示器OPD-AD4010

THT包裝的LED七段顯示器,如OPD-AD4010型號,是一款0.4英寸字高的雙字元14段顯示器。其正面為發光區,背面通過引腳與PCB組裝。下圖展示了該元件的發光面和引腳結構。

OPD-AD4010 14 segment LED display 元件的照片。
OPD-AD4010 14 segment LED display 元件的照片。

THT(Through-hole technology)包裝的電路模組-LCD Module with PIN for Arduino 元件照片

LCD Module with PIN for arduino 元件照片
LCD Module with PIN for Arduino 元件照片

THT(Through-hole technology)的比例尺

THT 0.39″ 字高單字元七段顯示器 VS TypeC connector

下圖左方是展躍光電OPD-S3910 字元高度0.39 inch 單字元的七段顯示器,右方是USB Type-C 連接器。透過對比,您可以大致了解0.39英寸THT七段顯示器的尺寸。

左方是展躍光電OPD-S3910 字元高度0.39 inch 單字元的七段顯示器,右方是USB Type-C 連接器
左方是展躍光電OPD-S3910 字元高度0.39 inch 單字元的七段顯示器,右方是USB Type-C 連接器

常見的THT(Through-hole technology)元件的組裝方式

THT(Through-hole technology)組裝方式可概分為兩種:

  • 直接利用引腳連接THT元件
  • 將THT元件焊接在PCB上

分別討論如下

直接利用引腳連接THT(Through-hole technology)元件

由於幾乎所有的電路元件都會有THT(Through-hole technology)的包裝,當電路設計較為簡單時,可以直接使用THT元件的引腳進行焊接,這種方式特別適合學生進行電路實驗或小量原型製作(prototype)。下方提供了一個示範影片,展示如何利用THT包裝的LED Lamp和電阻組裝24V電池指示燈,視頻中包含詳細的焊接教學。

利用THT引腳直接連接成一個24V的電池指示燈

組裝在PCB板上連接

最常見的THT元件組裝到PCB板上的方法是波峰焊製程(Wave Soldering Process)。下方視頻展示了波峰焊的過程,當PCB通過時,熔融的焊錫會形成波浪狀,剛好接觸到PCB的下緣,完成元件的焊接。

另一種方式是手動焊接,適用於小批量生產或元件數量較少的情況。人工將THT元件插入PCB後,再進行手動焊接。大規模生產時,波峰焊通常是首選。

波峰焊(Wave Soldering) 的實際操作影片

THT(Through-hole technology)常見的其他別名

THT(通孔插裝技術)在不同地區有許多別名。以台灣為例,THT包裝的IC元件,如DIP24型號,因其雙邊對稱的引腳結構,常被稱為DIP包裝(Dual in Line Package)或「DIP元件」。

此外,由於THT元件的設計通常包含延伸出的引腳(LEAD),這些引腳也被稱為PIN腳。因此,THT元件有時也被稱為「有PIN腳的元件」。

最後,由於THT元件通常使用波峰焊(Wave Soldering)技術進行組裝,THT元件也會被稱為「Wave Soldering元件」。

THT 顯示器不能過迴焊

在比較任何光電規格之前,請先確認一個製程問題:你的產線是迴焊(reflow)還是波峰焊(wave soldering)?插件式(THT)LED 顯示器不相容於迴焊製程。若產線只有迴焊,請直接選用 SMD 版本的顯示器。這一個答案,在所有規格之前就決定了 THT 或 SMD 的選擇。THT 顯示器的組裝方式為量產走波峰焊、小量以手工焊接。

波峰焊條件

THT LED 顯示器的建議波峰焊條件如下:

  1. 預熱:100 °C 以下、60 秒以內(於 LED 接腳量測)
  2. 錫爐溫度:最高 260 °C
  3. 波峰溫度:245–255 °C、3 秒(最長 5 秒)
  4. 僅限一次過波,不可重複過爐
  5. 板邊距離:顯示器離 PCB 板邊至少 5 mm;90 度折腳型至少 10 mm

手工焊接與重工

使用溫控烙鐵,功率 30 W 以下;參考條件為含鉛錫 300 °C、無鉛錫 350 °C。藍、綠、白光產品上限 280 °C、3 秒以內。部分規格書有更嚴格的條件(例如 15 W、260 °C 4 秒內),一律以所選料號的規格書為準。

重工(rework):350 °C、3 秒內完成,烙鐵頭不可接觸銅箔。

折腳、儲存與靜電防護

  1. 折腳須在焊接前、常溫下進行;鏡片底部到彎折或焊點至少保留 3 mm;同一支腳最多彎折兩次
  2. 未拆封儲存條件:30 °C 以下、相對濕度 60 % 以下
  3. 拆封後:THT 顯示器無使用期限限制;SMD 顯示器則須於 4 週內用完(濕敏等級 MSL 2a),逾期建議烘烤後使用
  4. 靜電防護:工作站靜電位 150 V 以下、產線濕度 40–60 %;InGaN 產品(藍、綠、白)最為敏感

THT 或 SMD?簡易對照表

條件THTSMD
產線波峰焊或手焊迴焊
使用環境高溫、高濕、震動一般室內
機構需求插件強度高、面板穿孔安裝薄型化(最薄 3.1 mm)、高密度
最小標準字高0.3 吋(OPx-30xx 系列)0.2 吋(OPx-20xx 系列)
拆封後管理不限時4 週內用完(MSL 2a)或烘烤

結論

本篇文章概述了THT(Through-hole technology)元件的名稱與別名,介紹了三大類THT元件及其尺寸比較表,並分享了兩種常見的THT組裝方式。希望讀者在閱讀後對THT元件有了基本的了解。
  展躍光電自 2009 年起生產 LED 七段顯示器,我們提供各類SMD和THT LED顯示器,包括標準品與客製化產品,如THT LED七段顯示器THT LED米字顯示器點矩陣顯示器。如有需求,請通過Sales@opledtw.com聯絡表單與我們聯繫。

FAQ

什麼是THT (Through-hole technology)?

THT是通孔插裝技術的英文縮寫,全名為Through-hole technology,是一種將電子零件組裝到印刷電路板(PCB)上的技術 。這種技術的特點是電子零件帶有金屬引腳(THT元件),這些引腳穿過PCB上的電鍍通孔,並透過焊錫來完成組裝 。

THT元件有什麼特點?

THT元件結構簡單 ,組裝後能耐受高溫和高濕等嚴苛環境 。雖然表面貼裝技術(SMT)日益成熟,但THT技術仍廣泛應用於學生電子實驗、小量Maker專案以及需要耐高溫、高濕環境的產品中 。

常見的THT元件有哪些?

常見的THT元件大致可分為三類 :
THT包裝的電子零件:包括電阻、電容和電感等 。
THT包裝的IC積體電路:如文章中提到的DIP包裝(Dual in Line Package)。
THT包裝的電路模組:例如LED七段顯示器或帶有PIN腳的LCD模組 。

THT元件主要有哪兩種組裝方式?

THT元件的組裝方式主要有兩種 :

直接利用引腳連接:當電路設計較為簡單時,可以直接使用THT元件的引腳進行焊接 。這種方法特別適合學生實驗或小批量原型製作 。
組裝在PCB板上:這是最常見的方式,可以透過 波峰焊(Wave Soldering) 進行大規模生產,或透過 手動焊接 進行小批量生產 。

THT還有哪些常見的別名?

THT技術在不同地區有許多別名 。

DIP包裝:由於THT包裝的IC元件具有雙邊對稱的引腳結構,在台灣常被稱為DIP包裝或「DIP元件」 。
有PIN腳的元件:因為THT元件的設計包含延伸出的引腳(PIN腳)。
Wave Soldering元件:因為THT元件通常使用波峰焊技術進行組裝 。

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