尽管表面贴装技术(SMT)迅速发展,但穿孔PCB(Through Hole PCB)在电子制造领域依然具有不可替代的重要性。凭借其优异的结构稳定性、可靠的机械连接以及方便的打样调试优势,它在汽车、航空航天、工业控制和电源设备等领域仍被广泛应用。进入2025年,许多工程师和OEM企业在关键应用中依然首选穿孔技术。
1. 什么是穿孔PCB?定义与核心特性
穿孔PCB是一种通过钻孔并插入带引脚元器件来实现电气连接的印刷电路板。元器件的引脚插入PCB预先钻好的孔中,并在板的另一面进行焊接,从而形成牢固的机械和电气连接。
其核心特点包括:
- 预钻的导通或非导通孔
- 适用于轴向或径向引脚式元器件
- 焊接强度高,连接稳定
- 可制作为双面板或多层板结构
2. 穿孔技术的发展历程
穿孔组装技术始于20世纪50年代,是当时电子制造的标准方法。最初,所有元器件均需人工插入并在背面焊接。随着自动插装设备的引入,生产效率得到显著提升。虽然SMT自80年代以来成为主流,但穿孔PCB至今仍在高可靠性领域保持强大生命力。
3. 穿孔元件是如何安装的?
穿孔元器件的安装方式包括:
- 手动插装:适用于打样、小批量生产或教育项目;
- 自动插装:适用于大批量生产,一般配合波峰焊使用。
引脚穿孔后会在PCB底部通过波峰焊或选择性焊接工艺完成焊接。
4. 常见的穿孔元器件类型
常见的穿孔式电子元件包括:
- 电阻(轴向/径向)
- 电容
- 二极管
- 晶体管
- 接插件(如端子、排针)
- 变压器
这些元件常用于需要承受高电流、强震动或高温的场景。
5. 穿孔PCB的优势
穿孔PCB具有以下突出优点:
- 机械连接牢固,适合承受物理应力
- 便于打样和调试,方便面包板开发
- 良好的耐热性,适合大功率电路
- 焊接可靠性高,广泛应用于军工和汽车领域
6. 穿孔PCB的限制与挑战
尽管优点显著,但穿孔PCB也存在以下局限性:
- 体积较大,不适用于紧凑型设计
- 装配速度慢,不利于自动化大批量生产
- 制造成本高于SMT
- 不利于轻薄化产品发展
7. 穿孔与SMT技术对比
项目 | 穿孔PCB | 表面贴装技术(SMT) |
元件体积 | 较大 | 非常小 |
机械强度 | 极强 | 相对较弱 |
成本 | 较高 | 较低 |
耐热性能 | 极好 | 一般 |
自动化程度 | 中低 | 高 |
适用场景 | 工业/汽车/航空等高可靠性应用 | 工业/汽车/航空等高可靠性应用 |
结论:SMT适用于追求小型化的设备,而穿孔PCB在可靠性方面仍有不可替代优势。
8. 穿孔PCB的典型应用领域
穿孔PCB在以下领域仍有广泛应用:
- 汽车电子(点火系统、控制单元等)
- 工业自动化设备
- 医疗仪器
- 航空航天设备
- 高功率LED照明系统
- 教育实验与电子DIY项目
9. 穿孔PCB的制造流程
标准制造流程如下:
- 电路板设计与布局
- 钻孔(导通孔或非导通孔)
- 电镀(用于多层PCB)
- 元件插装
- 波峰焊或选择性焊接
- 质检与测试
对于复杂的多层穿孔PCB,还需进行严格的对位与内层检测。
10. 穿孔PCB的设计要点
在设计穿孔PCB时,应注意:
- 元器件引脚间距合理,避免短路
- 钻孔尺寸精度需与元件匹配
- 为发热元件设计散热结构
- 设计需兼容波峰焊工艺
- 极性元件需清晰标识
Altium、KiCad、Eagle等EDA工具均支持穿孔PCB设计功能。
11. 2025年穿孔PCB的价格参考
根据市场行情,2025年穿孔PCB的价格如下(单位:美元):
数量 | 层数 | 单价(USD) |
10片 | 2层板 | $1.50 – $2.50 |
100片 | 2层板 | $0.60 – $1.20 |
500片 | 4层板 | $1.00 – $1.80 |
样板/打样 | 2层板 | $20 – $50(含开模) |
价格影响因素包括:
- 孔数量与精度要求
- 板厚与铜厚
- 表面处理方式(如HASL、ENIG)
- 加急交期与认证需求(如RoHS、IPC标准)
12. 如何选择可靠的穿孔PCB制造商?
优质的穿孔PCB供应商应具备以下条件:
- 拥有IPC、ISO等认证资质
- 有丰富的穿孔焊接经验
- 可提供样板测试与工程支持
- 可满足波峰焊/选择焊等多种工艺
- 有良好的售后服务与客户口碑
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13. 总结:穿孔PCB适合你的项目吗?
在2025年,穿孔PCB依然在对可靠性要求极高的项目中占有一席之地。尽管SMT更适合高密度设计,但当项目涉及大电流、机械冲击或高温环境时,穿孔技术依然是工程师的首选。根据项目需求合理选择工艺,是产品成功的关键。
14. 关于穿孔PCB的常见问题
Q1:穿孔PCB在现代电子产品中还常见吗?
是的,在汽车、工业和航空领域仍被广泛使用。
Q2:穿孔和SMT可以混合使用吗?
当然可以,许多PCB采用混装方式来结合两种工艺的优势。
Q3:穿孔PCB的成本是否更高?
通常是的,主要由于人工插装、板面积大、组装效率低。
Q4:如何降低穿孔PCB的生产成本?
可通过优化设计、减少钻孔数量、选择经验丰富的厂家如景阳电子来控制成本。