铺设印刷电路板（PCB）的首要决定之一是选择要使用的元件类型和样式。这一决定主要是由PCB的电气要求驱动的，但一旦这些要求得到满足，通常可以从各种可用的配置和常见元件类型（如电阻器、电容器和二极管）的脚印中选择。所选择的元件类型将影响成品印刷电路板组件（PCBA）的尺寸和外观。

在过去，带有长引线的元件会被插入，通常是用手插入PCB上的电镀通孔。然后，引线将被焊接，以形成与孔的永久互连。这就是所谓的通孔组装。

但越来越多的设计者喜欢使用一种更现代（尽管现在已经完全成熟）的装配方法，即利用那些引线只连接到PCB表面的元件，而不需要配合孔。这种方法最初被称为 “平面安装”，后来被更广泛地称为表面贴装技术（SMT）。

以下是通孔和SMT方法的简明比较，作为PCB设计者的决策参考指南。

通孔技术

虽然通孔元件是这两种技术中较早的一种，但使用它们仍有合理的理由。例如，任何拥有烙铁的业余爱好者都能以最小的代价组装一块通孔PCB或一小批相同的PCB，因为接受元件引线的孔比SMT类型的表面焊盘间隔更远。从孔中心到孔中心的典型间距一般为0.100 “或更大，即使是DIP处理器。如此大的间距使通孔PCB易于手工焊接。几乎没有可能在单个元件的引脚之间或相邻元件的引脚之间意外地产生桥接。这就减少了板子完全组装好并通电后的故障排除和返工。

通孔板在更专业的环境中也是有用的，特别是在项目的原型阶段。原型布局可以暂时使用通孔元件，以便电路板可以快速组装，进行基本的概念验证评估。在电路板被证明功能正确后，设计者可以换上相同价值的较小的SMT类型，并在较小的尺寸内修改PCB布局，以进行最终测试和最终生产。这样做可以节省项目的前期成本，特别是那些与分包给外部装配商的小批量产品有关的成本。请记住，小批量的产品往往会得到外部服务供应商的溢价，他们自然更愿意建立大批量的生产运行，以保持他们的机器运转。

通孔技术的成本节约
通孔印刷电路板的一个成本节约点是，每次印刷电路板进行修改时都不需要生成新的焊料网板。这可以为一个经过两到三次旋转才被认为可以使用的设计节省数百美元。在最终的PCB配置可以使用并准备投入生产之前，也没有必要设置取放设备，或购买附带的SMT元件卷轴。

组件组装后的在线测试通常可以在内部手动完成，用于小批量的电路板，从而消除了固定装置的费用或相关设置费用。最后一个优势是，在处理通孔板时，可以使用锡铅焊料（成本最低的表面金属化）。HASL固有的非平面性，会使细间距的表面安装元件的放置变得困难，但在通孔设计中却不是一个问题。

除了避免与SMT有关的成本增加外，另一个优点是可以在验证期间评估机械问题（如过度的翘曲和扭曲），并在重新设计时对其进行补偿，而不会像SMT可能出现的那样，造成不可克服的组装困难。这是因为在手工组装的PCB上，翘曲和扭曲并不像在使用取放设备生产的PCB上那么关键。人工装配人员可以简单地改变他们的手腕角度，以改善一个顽固部件的配合，但自动机器要求PCB具有高度的平整度，以便正常工作。你的通孔原型可以暴露与设计有关的机械缺陷，以免它们成为你的PCB制造者、你的合同装配者和你自己之间的昂贵和耗时的 “排队 “尖叫比赛。

总而言之，当必要的组件类型以通孔形式存在时，在开发周期内使用通孔技术可以使你的项目保持在正轨上，并可以简化原型和小批量项目的组装过程，而无需支付第三方服务。时间线可能更加可预测和可控制，减少可能延迟你的产品进入市场的关键时间的副问题。因此，在早期开发和验证阶段，可能值得考虑至少暂时使用通孔元件，无论你作为最终用户是一个业余爱好者，一个行业初创企业，还是一个成熟的电子供应商。

表面贴装技术

无论上述在PCB上使用通孔元件的理由是什么，表面贴装元件都具有通孔类型无法比拟的许多优势。

最明显的优势之一是，可以实现更高的元件密度和处理能力，同时在更小、更轻的整体PCBA内安装所有元件。随着由PCB控制的设备变得越来越小，有效利用可用的表面积变得越来越重要。SMT技术成为一种必需品。

例如，需要几个14针或16针的双列直插式处理器，每个尺寸约为0.80 “X 0.35″，才能接近单个表面安装的BGA或64针QFP处理器的计算能力，这些处理器可能适合在一平方英寸或更小的总面积中使用。除了通孔类型的元件脚印较大外，PCB上的互连也需要额外的空间来放置通孔。

相比之下，当使用SMT元件时，每个通孔元件引线所需的电镀通孔被取消了，取而代之的是一个相对较小的表面焊盘。这样就有可能在表面贴装焊盘上钻出小孔，直接在SMT元件引线的下面，允许Z轴互连，然后从孔壁上扇出一个或多个内部信号层。所有这些互连现在都可以发生在设备本身的脚印内或紧邻设备的脚印，大大节省了可用空间。然后，SMT元件周围的空间可用于放置其他元件。使用SMT可以实现更高的密度，这是由于元件本身的尺寸更小，以及取消了钻元件安装孔而获得的空间的副产品。一个相关的优势是，SMT板通常利用PCB的两面来安装元件。

有了这样的优势，在为SMT印刷电路板设计时，必须牢记几个考虑因素。材料、表面处理和机械特性变得越来越重要。当需要在自动化设备上组装PCB时，这些因素中的任何一个出现问题都会造成很大的麻烦。

表面贴装设计的考虑因素
材料和表面处理起着关键作用，并在一定程度上相互影响。在HASL中使用的含铅焊料对于SMT工作来说是一个糟糕的选择（特别是在引脚间距小于0.050英寸的元件上），因为它往往会在焊盘的一端积聚，然后在非平面状态下冷却。为了避免定位问题，元件引线需要坐平，因此，即使RoHS标准不是一个问题，在处理更细间距的SMD时，最好选择一个更平面的表面处理，如ENIG、沉浸银或沉浸锡。

同样非常重要的是，不要对你的基础层压板的规格过低。SMT板通常需要比通孔板更高的焊接温度，主要是因为最常使用的无铅表面处理。符合IPC-4101D/126（Tg 170C，Td 340C，含无机填料）的材料可以经受住高焊接温度。它们还能承受多次热循环冲击，这在组装双面SMT板或使用多种元件技术的板子时将会发生。

Gerber作品需要一些额外的功能，以便SMT组装过程能够顺利进行。在外部层上至少添加一组靶标垫（最常见的是沿着PCB的外边缘呈 “L “型），以便取放设备有一个参照物来调整PCB的位置，并建立一个尺寸基准点。考虑消除通孔的阻焊层开口，以尽量减少焊料短路的可能性，并消除反射，因为当取放设备试图识别靶标时，反射可能会混淆。

对于在线测试，在你需要的地方添加测试点垫子通常是好的做法。根据测试设备的不同，这些测试点可以是SMT类型的，也可以包括接受测试探头的孔。与你的装配商或测试服务机构合作，确定哪种类型是最好的。

鉴于尺寸精度的重要性和自动装配设备的性质，”设计 “平整度是非常重要的。要做到这一点，就要尽可能地平衡各层的铜覆盖率，并尽可能地将铜倒入大的空白区域。这将防止在蚀刻后将材料拉向一个特定的方向而产生不均匀的应力。

使用围绕堆叠中心对称的堆叠方式，使各层在Z轴上相互支持。例如，一个六层的PCB通常会堆叠如下： 顶部信号L1，预浸材料，平面L2，FR4芯，内部信号L3，预浸材料，内部信号L4，FR4芯，平面L5，预浸材料，底部信号L6。只要每层的铜面积相当平衡（特别是在L2-L3和L4-L5的核心层对上），这就会起作用，它将把平面放在1+3、4+6层的阻抗控制的参考位置。

如果你建立了一个原型，它确实扭曲了，不要试图通过增加一个超过IPC要求的扭曲图纸来 “解决 “这个问题。IPC的翘曲和扭曲规格对于SMT来说已经是通孔的两倍，如果你要求更严格的话，大多数制造商会拒绝。相反，重新审视设计，找出问题的潜在原因，并确保你了解问题发生的时间–是在收到的裸体PCB上，还是在组装过程中，或者两者都是。然后与制造厂家合作，他们通常可以提出建议，以减轻后续运行中的问题。

摘要：通孔还是SMT？
上述信息旨在解释通孔和SMT技术的主要区别，供规划新的PCB设计项目时考虑。虽然在过去几年中，SMT是更常见的技术，但只要能在合理的尺寸内提供必要的处理能力，通孔仍然可以满足某些需求。在启动开发周期之前，考虑这两种PCB类型并权衡其利弊是非常有用的。