Muntatge en forat passant

L'assemblatge de PCB amb forats passants és un procés tradicional de fabricació electrònic en què els components amb terminals metàl·lics s'insereixen a través de forats prèviament perforats en una placa de circuit imprès (PCB) i es solden al costat oposat (ja sigui mitjançant soldadura per ona

o soldadura manual). A diferència de la tecnologia d'acoblament superficial (SMT), els components THT estan fixats físicament a través de la PCB, el que els fa ideals per a aplicacions que requereixen estabilitat mecànica i gestió d'alta potència.

Característiques principals de l'assemblatge THT

· Disseny del component: Els components THT tenen terminals llargs i rígids que passen a través dels forats de la PCB, creant un enllaç mecànic fort.

· Mètodes de soldadura:

Soldadura per ona: Procés automatitzat per a producció en gran volum: les PCB passen per sobre d'una ona de solda fos per unir tots els terminals simultàniament.

Soldadura manual: S'utilitza per a producció de baix volum, muntatge de prototips o components grans o de forma irregular que no es poden soldar per ona.

· Resistència mecànica: La inserció i soldadura a través del forat crea una connexió robusta, resistente a la vibració, xocs i esforços físics.

· Gestió de potència: Els components THT estan optimitzats per a aplicacions d'alta corrent i alt voltatge degut a la mida més gran dels seus terminals i a una millor dissipació tèrmica.

Passos clau del procés de muntatge THT

· Preparació del component : Retallar els terminals del component a la longitud correcta (si es necessita) per a la inserció a la PCB.

· Inserció: Introduïu les potes del component a través dels forats prèviament perforats al PCB (manual per a prototips, automàtic amb màquines d'inserció per a producció massiva).

Soldatge:

Soldadura per ona: El PCB (amb components inserits) es transporta sobre una ona de soldadura, que recobreix les potes i plomalls exposats per formar un enllaç permanent.

Soldadura manual: Utilitzeu una soldadora per aplicar soldadura a cada pata individual per a connexions precises i personalitzades.

· Tallat i neteja: Talleu la longitud excedent de les potes després de la soldadura; netegeu el PCB per eliminar els residus de flux (crític per a la fiabilitat i el compliment normatiu).

· Inspecció i proves: Inspecció visual (o amb raigs X automàtics per a unions ocultes) per verificar unions fredes, ponts o components mal alineats; proves funcionals per validar el rendiment.

Avantatges de l'assemblatge THT

· Estabilitat mecànica superior: Ideal per a aplicacions sotmeses a vibració o connectat-desconnectat freqüent.

· Compatibilitat d'alta potència/alt voltatge: Suporta corrent i voltatge més elevats que la majoria de SMD, cosa que el fa essencial per a fonts d'alimentació, panells de control industrial i sistemes de bateries automotrius.

· Facilitat de reparació i reprocessament: Els components danysats es poden eliminar i substituir fàcilment (no cal equipament especialitzat de refús), reduint el temps d'inactivitat en sistemes crítics.

· Fiabilitat en entorns agressius: Resistent a temperatures extrems, humitat i exposició a productes químics (complint amb normes com IEC 60335 per a ús industrial, IATF 16949 per al sector automòbil).

Aplicacions específiques per sector (alineades amb sectors clau)

THT vs. SMT: Diferenciadors clau

Per què triar l'assemblatge de PCB amb forats passants?

Triar l'assemblatge de PCB amb perforació passant (THT) és estratègic per a aplicacions on la robustesa mecànica, la gestió d'alta potència i la fiabilitat a llarg termini són imprescindibles—especialment en sectors com el mèdic, el control industrial, l'automotriu i

l'electrònica de consum. A continuació es detallen els motius fonamentals per triar el THT, adaptats al vostre àmbit empresarial:

Durabilitat mecànica incomparable per a entorns de gran exigència

Els components THT estan físicament fixats mitjançant forats a la PCB i soldats al costat oposat, creant un enllaç molt més resistent que els dispositius montats en superfície (SMD). Això fa que el THT sigui ideal per a:

· Aplicacions sotmeses a vibració/impacte: Components del xassís d'automoció, robòtica industrial i equips exteriors (compatibles amb les normes IATF 16949 i IEC 60335).

· Aparellament freqüent/desaparellament: Connectors d'alimentació, clavilles d'àudio i blocs de terminals industrials (resistents al desgast per ús repetitiu).

· Condicions operatives severes: Temperatures extremes, humitat o exposició a productes químics (per exemple, sistemes sota el capó en vehicles, sòls industrials d'instal·lacions).

Rendiment Òptim en Altes Potències/Altes Tensions

Els components THT estan dissenyats per suportar corrents, tensions i càrregues tèrmiques més elevades que la majoria de SMD, essencial per a:

· Sistemes d'alimentació: Alimentacions elèctriques industrials, unitats d'alimentació per a dispositius mèdics (resonància magnètica/escàners TC) i borns de bateries automotrius.

· Equipaments d'alta tensió: Panells de control industrial, sistemes de climatització (HVAC) i components de càrrega per a vehicles elèctrics (EV).

· Gestió tèrmica: Una mida de component més gran i el muntatge directe a la PCB permeten una millor dissipació de la calor, reduint el risc d'error en sistemes d'operació contínua.

Facilitat de reparació, reprocessament i manteniment

El disseny THT simplifica el servei posterior a la producció, una avantatge clau per a equips essencials:

· Reparacions econòmiques: Els components danyats (p. ex., transformadors industrials, connectors de dispositius mèdics) es poden substituir ràpidament sense necessitat d'equipament especialitzat de refusió, minimitzant el temps d'inactivitat.

· Flexibilitat en prototips: Ideal per a prototipatge de baix volum o construccions personalitzades, on són habituals ajustos manuals i intercanvis de components.

· Suport per a cicles de vida llargs: Els components THT sovint són més fàcilment disponibles per a sistemes antics (p. ex., maquinària industrial amb una vida útil de més de 10 anys), assegurant un manteniment continuat.

Compliment amb les normes de seguretat específiques del sector

THT s'ajusta als rigorosos requisits reglamentaris de seguretat i fiabilitat:

· Mèdic: Complereix amb ISO 13485 i FDA 21 CFR Part 820 per a connexions d'alimentació crítiques en equips de diagnòstic i eines quirúrgiques.

· Control industrial: Complereix amb UL 508 i IEC 60335 per a blocs de terminals d'alta tensió i controladors de motors.

· Automoció: Segueix IATF 16949 per a components resistents a les vibracions (p. ex., connectors de cables d'encendre) i sistemes crítics per a la seguretat.

Compatibilitat amb muntatge mixt (THT + SMT)

THT complementa SMT per resoldre reptes de disseny complexos:

· Utilitzeu THT per a components d'alta potència/duraders (p. ex., connectors d'alimentació automotrius) i SMT per a circuiteries miniaturitzades (p. ex., mòduls ADAS) en la mateixa PCB.

· Equilibri entre cost i rendiment: El THT gestiona components personalitzats de baix volum i alta potència, mentre que el SMT automatitza la producció massiva de components estàndard.

Fiabilitat per a aplicacions crítiques de seguretat

Les connexions robustes del THT redueixen el risc d'error en sistemes on les avaries o malfuncions tenen conseqüències greus:

· Dispositius mèdics: Connexions d'alimentació per a monitors de pacients i equips de suport vital.

· Automatització industrial: Sistemes d'aturada d'emergència i mòduls de control robòtic.

· Automoció: Sensors del sistema de frens i terminals del sistema de gestió de la bateria (BMS).

Punt clau

Trieu el muntatge THT quan el vostre producte exigeixi resistència mecànica, manipulació d'alta potència, facilitat de manteniment o compliment d'estàndards industrials estrictes—especialment per a aplicacions crítiques de seguretat, en ambients agressius o d'alta potència

aplicacions. Per a dissenys híbrids, el THT combina perfectament amb el SMT per oferir un rendiment i una eficiència de cost òptimes.

Els components de forat passant es classifiquen segons la seva funció, construcció i casos d'ús en aplicacions, amb tipus diferenciats optimitzats per a l'alta potència, estabilitat mecànica o funcions elèctriques específiques. A continuació es mostra una

descomposició estructurada alineada amb els sectors mèdic, control industrial, automoció i electrònica de consum:

1. Components de forat passant passius

Els components passius (sense elements semiconductors actius) s'enfoquen en funcions elèctriques bàsiques (resistència, capacitat, inductància):

Resistències de forat passant

Tipus: Composició de carboni, pel·lícula metàl·lica, bobinades, resistències de potència.

Principals casos d'ús: Mòduls de potència de control industrial (bobinades per a alta potència), unitats de control del motor d'automoció (pel·lícula metàl·lica per a precisió), fonts d'alimentació de dispositius mèdics (resistències de potència per a dissipació tèrmica).

Estàndards: Conformes amb UL 1412 (resistències de potència), IEC 60115 (resistències generals).

Condensadors de forat passant

Tipus: Electrolítics (alumini/tàntal), ceràmics, de pel·lícula, tàntal, supercondensadors.

Principals casos d'ús: Sistemes de bateries automotrius (supercondensadors per a emmagatzematge d'energia), accionaments industrials de motors (electrolítics per a suavització de tensió), equips mèdics d’imatges (ceràmics per a estabilitat d'alta freqüència).

Característiques clau: Els condensadors electrolítics gestionen alta capacitància; els condensadors de tàntal ofereixen fiabilitat elevada en dispositius mèdics compactes.

Inductors/Transformadors de forat passant

Tipus: inductors de potència, inductors RF, transformadors d’aïllament, transformadors de corrent.

Principals casos d'ús: Subministraments d’energia per a controls industrials (transformadors d’aïllament per a seguretat), sistemes de càrrega automotrius (inductors de potència per a regulació de tensió), màquines d’IRM mèdiques (transformadors d’alta tensió per a conversió d’energia).

Vantatges: Construcció robusta d’embobinat per a corrent/tensió elevada (ideal per a entorns agressius).

2. Components actius de forat passant

Els components actius (basats en semiconductors) permeten l’amplificació, commutació o processament de senyals:

Circuits integrats de forat passant (ICs)

Tipus: DIP (paquet dual en línia), SIP (paquet simple en línia), PGA (matriu de pins), paquets TO (transistors).

Principals casos d'ús: PLC industrials (ICs DIP per al control lògic), UCE automotrius (PGA per a microcontroladors d'alta potència), equips mèdics de diagnòstic (SIP per al processament de senyals de sensors).

Característiques clau: Els paquets DIP simplifiquen el reemplaçament manual (ideal per a prototips/reparacions); els paquets PGA gestionen computació d'alta potència.

Transistors de forat passant

Tipus: BJT (transistor de junció bipolar), MOSFET, IGBT (transistor bipolar amb porta aïllada), parells Darlington.

Principals casos d'ús: Control industrial de motors (IGBT per a commutació d'alta tensió), inversors de potència automotrius (MOSFET per a conversió CC-CA), amplificadors de potència per a dispositius mèdics (BJT per a amplificació lineal).

Estàndards: IEC 60747 (dispositius semiconductors), AEC-Q101 (transistors per a automoció).

Díodes/tiristors

Tipus: Díodes rectificadors, díodes Zener, LED, SCR (rectificador controlat de silici), TRIAC.

Principals casos d'ús:

Sistemes de càrrega automotrius (diodos rectificadors per a la conversió CA-CC), controls de calefacció industrial (SCR per a la regulació de potència), llums indicadors en dispositius mèdics (LEDs de forat passant per a una millor visibilitat), fonts d'alimentació en electrodomèstics (diodos Zener per a limitació de tensió).

3. Connectors i bornes (components mecànico-elèctrics)

Aquests components permeten connexions físiques/elèctriques, prioritzant la durabilitat i fiabilitat:

Connectors d'energia

Tipus: Connectors coaxials, blocs de connexió, connectors làmina, connectors circulars (p. ex., DIN 43650).

Principals casos d'ús: Panells de control industrial (blocs de connexió per al cablejat), terminals de bateria automotrius (connectors làmina), entrades d'alimentació en dispositius mèdics (connectors circulars amb resistència a la desinfecció).

Característiques clau: Classificacions d'estanquitat IP67/IP68 per a ús exterior industrial/automotriu; materials de qualitat mèdica (biocompatibles) per a equips de diagnòstic.

Connectors de senyal

Tipus: D-subminiatura (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Tipus-A/B, jack d'àudio (3,5 mm), DB9/DB25.

Principals casos d'ús: Electrònica de consum (USB/connectors d'àudio), automatització industrial (D-sub per a connexions de sensors), sistemes d'entreteniment automotrius (RJ45 per a Ethernet).

Vantatges: El muntatge de tipus passant assegura resistència a cicles freqüents de connexió/desconnexió (p. ex., connectors d'àudio de consum).

Bornes de connexió i capçaleres

Tipus: Bornes de cargol, capçaleres de PCB, files de pins, capçaleres femelles.

Principals casos d'ús: Cablejat de control industrial (bornes de cargol per a connexions segures), cablejat intern de dispositius mèdics (capçaleres de PCB), arnesos de xassís automotrius (files de pins per a connexions de mòduls).

4. Components electromecànics de muntatge passant

Funcionalitat combinada elèctrica/mecànica per a accionament o commutació:

RELÉS

Tipus: Relés electromecànics (EMR), relés de potència, relés de senyal, relés d'enclavament.

Principals casos d'ús: Panells de control industrial (relés de potència per a commutació d'alta tensió), sistemes d'il·luminació automotrius (relés de senyal), interbloqueigs de seguretat en dispositius mèdics (relés d'enclavament).

Estàndards: IEC 61810 (relés de potència), AEC-Q200 (relés automotrius).

Interruptors

Tipus: Interruptors de commutació, interruptors basculants, interruptors de pressió, interruptors DIP, interruptors rotatius.

Principals casos d'ús: Electrodomèstics (interruptors basculants), panells de control industrials (parades d'emergència de pressió), taulells d'automòbils (interruptors de commutació), dispositius mèdics (interruptors de pressió esterilitzats).

Característiques clau: Interruptors segellats per a entorns agressius automotrius/industrials; materials de qualitat mèdica compatibles amb l'esterilització.

Electrovàlvules/Actuadors

Tipus: Electrovàlvules lineals, actuadors rotatius.

Principals casos d'ús: Bloqueigs de porta d'automòbil (electrovàlvules lineals), control de vàlvules industrials (actuadors rotatius), sistemes de distribució de fluids mèdics (electrovàlvules petites per al control de flux de precisió).

5. Components especials de forat passant

Optimitzats per a aplicacions especialitzades d'alt rendiment o crítiques per a la seguretat:

Fusibles i interruptors automàtics

Tipus: Fusibles cartutx, fusibles fulla, interruptors automàtics tèrmics.

Principals casos d'ús: Sistemes elèctrics automotrius (fusibles de fulla), fonts d'alimentació industrials (fusibles cartutx), dispositius mèdics (fusibles lents per a protecció contra sobretensions).

Estàndards: UL 248 (fusibles), IEC 60947 (interruptors automàtics).

Cristalls i Oscil·ladors

Tipus: Cristalls de quars, oscil·ladors de cristall, mòduls RTC (Relotge en Temps Real).

Principals casos d'ús: PLC industrials (oscil·ladors de cristall per al temporatge), sistemes d'entreteniment automotrius (mòduls RTC), equips mèdics de diagnòstic (cristalls de quars de precisió per a sincronització de senyals).

Prioritats de components segons el sector

L'assemblatge de PCB de forat passant (THT) es defineix per característiques distintives que el fan insubstituïble en aplicacions que requereixen robustesa mecànica, gestió d'alta potència i fiabilitat a llarg termini. A continuació es mostra una descomposició estructurada de les seves característiques principals

alineades amb els sectors mèdic, de control industrial, automotriu i d'electrònica de consum:

Resistència mecànica i durabilitat

Disseny d'ancoratge de connexió: Els components s'insereixen a través dels forats del PCB i es solden al costat oposat, creant un enllaç mecànic rígid (molt més resistent que els components montats en superfície). Això resisteix vibracions, xocs i

esforços físics—essencial per a:

Components de xassís automotrius (compliment IATF 16949 per resistència a vibracions).

Robòtica industrial i equipaments exteriors (resistència a moviments/impactes freqüents).

Connectors de dispositius mèdics (durabilitat per a cicles repetits d'esterilització).

Resistència al desgast: Els connectors i terminals de forats passants suporten l'aparellament i desaparellament freqüent (per exemple, cables d'alimentació d'aparells domèstics, terminals de panells de control industrial).

Capacitat d'alta potència i alt voltatge

Gestió robusta de corrent/voltatge: Les potes més grans dels components i les unions de soldadura permeten que la tecnologia THT suporti aplicacions d'alt corrent (10A+) i alt voltatge (1000V+), a diferència de la majoria de components SMD:

Alimentacions elèctriques industrials i controladors de motors (transformadors/resistències d'alta potència).

Sistemes de bateries d'automòbils EV (terminales i fusibles d'alt voltatge).

Escàners mèdics d'MRI/TC (components de conversió d'alt voltatge).

Dissipació tèrmica superior: La mida més gran del component i el muntatge directe a la PCB faciliten la transferència de calor, reduint el risc de sobrecalentament en sistemes de funcionament continu (per exemple, controladors de forns industrials).

Facilitat d'assemblatge, reparació i reprocess manual

· Soldadura accessible: Els components THT són visibles i fàcils de soldar manualment, ideal per a prototipatge de baix volum, muntatges personalitzats o reparacions in situ.

· Substitució de components simplificada: Els components danyats (p. ex., transformadors industrials, relés de dispositius mèdics) es poden extreure i substituir sense necessitat d'equips especialitzats de refusió, minimitzant així el temps d'inactivitat en sistemes crítics.

· Compatibilitat amb sistemes antics: Els components THT estan àmpliament disponibles per a equips antics (p. ex., maquinària industrial amb vides útils superiors als 10 anys), assegurant una mantenibilitat a llarg termini.

Fiabilitat en entorns adversos

· Resistència ambiental: Les assemblies THT funcionen de manera consistent en condicions extremes:

Temperatures extremes (-40°C a 150°C) per a sistemes automotrius en el compartiment del motor.

Humitat/pols (certificacions IP65/IP67) per a sensors industrials exteriors.

Exposició a productes químics (olis, dissolvents) per a l'equipament del sòl de fàbrica.

· Rendiment elèctric estable: Menys susceptible a interferències EMI/RFI en entorns industrials sorollosos (p. ex., sistemes d'automatització de fàbriques).

Conformitat amb normes sectorials estrictes

· Certificació crítica per a la seguretat: THT compleix els requisits reglamentaris en confiabilitat i seguretat:

Sanitari: ISO 13485 i FDA 21 CFR Part 820 (per a connexions d'alimentació en dispositius de suport vital).

Industrial: UL 508 i IEC 60335 (per a panells de control d'alta tensió).

Automòbil: IATF 16949 (per a components del xassís resistents a vibracions).

· Rastreabilitat: Els components de forat passant són més fàcils d'inspeccionar i validar per assegurar-ne el compliment (p. ex., codificació per lots de peces de dispositius mèdics).

Compatibilitat amb muntatge mixt (THT + SMT)

· Flexibilitat de disseny híbrid: THT s'integra perfectament amb SMT en la mateixa PCB, combinant:

THT per a components d'alta potència/duradors (p. ex., connectors de potència automotrius).

SMT per a circuiteries miniaturitzades (p. ex., mòduls de sensors ADAS).

· Optimització de costos: Equilibra la personalització de baix volum de THT amb l'eficiència de producció massiva de SMT.

Inspecció senzilla i control de qualitat

· Verificabilitat visual: Les unions de soldadura són visibles (a diferència de les unions SMD ocultes), permetent una inspecció visual ràpida o una inspecció òptica automàtica (AOI) per detectar defectes (unions fredes, ponts).

· Accesibilitat a proves: Els terminals passants són fàcils d'accedir per a proves funcionals (p. ex., diagnòstic de plaques de control industrial).

Resum de característiques principals