
航空宇宙や自動車産業など、高応力環境下ではプリント基板(PCB)の耐久性がシステム性能の成否を左右します。
その中でも、スルーホール部品は、SMDに比べて機械的強度-耐振性-信頼性に優れ、過酷な条件下での使用において不可欠な存在となっています。
スルーホール部品とは?なぜ重要か?
スルーホール部品は、リード線付きの電子部品で、PCBに開けられた穴に挿入し、反対側ではんだ付けすることで接続されます。
物理的に基板を貫通して固定されるため、強力な接合が得られ、振動や温度変化に対しても安定性が維持されます。
振動に強い:スルーホールの利点
自動車のような常に振動にさらされる環境では、SMDの故障率が10%を超えるのに対し、スルーホール部品は2%未満という実績があります。
リードが基板を貫通し両面からはんだ付けされることで、強いアンカー効果を発揮し、機械的ショックや振動でも脱落しません。
温度変化への強さ:過酷な温度サイクルに対応
-40℃から85℃を超える温度変化でも、スルーホール部品は熱応力に耐え、高い熱伝導性で安定性を維持します。
信頼性試験では、1000回以上の温度サイクルに耐える結果も示されており、長寿命化と保守費用の削減に寄与します。
構造強度:SMDよりも有利
特に大型部品(変圧器、コネクタ等)では、スルーホール実装が物理的ストレスに強く、3D接続により多方向からの力に耐えられます。
航空宇宙産業での使用例
フライトコントロールや衛星機器など命に関わる用途では、極端な振動-低温-放射線への耐性が要求されます。
スルーホール部品は信号の安定性を確保し、-50℃の環境でも正常動作を維持します。
自動車分野でのメリット
ECUやバッテリーマネジメントシステムでは、大電流や衝撃に耐える構造が必要です。
スルーホール部品は、電動車でも安定した電力供給を保証し、15年以上の耐用年数を可能にします。
設計のバランス:SMDとの使い分け
SMDはコンパクトで自動化に適していますが、強度は限定的です。
現代の設計では、耐久性が求められる部分にはスルーホール、それ以外はSMDというハイブリッド戦略が有効です。
設計上の注意点
スルーホール実装には追加の穴あけが必要で、PCB設計が複雑化することがあります。
しかし、その耐久性と信頼性の高さから、特に高応力アプリケーションでは不可欠な選択肢です。
まとめ
振動、温度変化、物理衝撃にさらされる環境で、スルーホール部品はPCBの耐久性を高める鍵です。
航空宇宙や自動車など失敗が許されない分野において、SMDでは得られない信頼性を提供します。
混在実装や適切な設計戦略によって、安全かつ機能性に優れた基板製造が実現します。