Ensamblaje con Orificios Pasantes

El ensamblaje de PCB con orificios pasantes es un proceso tradicional de fabricación electrónica en el que se insertan componentes con terminales metálicos a través de orificios preperforados en una placa de circuito impreso (PCB) y se sueldan al lado opuesto (ya sea mediante soldadura por ola

o soldadura manual). A diferencia de la tecnología de montaje superficial (SMT), los componentes THT están fijados físicamente a través de la PCB, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren estabilidad mecánica y manejo de alta potencia.

Características principales del ensamblaje THT

· Diseño del componente: Los componentes THT tienen terminales largos y rígidos que atraviesan los orificios de la PCB, creando un vínculo mecánico fuerte.

· Métodos de soldadura:

Soldadura por onda: Proceso automatizado para producción de alto volumen: las PCB pasan sobre una ola de soldadura fundida para unir todos los terminales simultáneamente.

Soldadura manual: Utilizado para producción de bajo volumen, ensamblaje de prototipos o componentes grandes/extraños que no pueden ser soldados por onda.

· Resistencia Mecánica: La inserción y soldadura mediante orificios genera una conexión robusta, resistente a vibraciones, impactos y esfuerzos físicos.

· Manejo de Potencia: Los componentes THT están optimizados para aplicaciones de alto voltaje y alta corriente debido a su mayor tamaño de terminales y mejor disipación térmica.

Pasos Clave del Proceso de Ensamblaje THT

· Preparación del Componente : Recortar las terminales del componente a la longitud correcta (si es necesario) para su inserción en la PCB.

· Inserción: Colocar las terminales del componente a través de los orificios preperforados en la PCB (manualmente para prototipos, o de forma automatizada con máquinas de inserción para producción en masa).

Soldadura:

Soldadura por onda: El PCB (con componentes insertados) se transporta sobre una ola de soldadura, que recubre las pistas y pads expuestos para formar una unión permanente.

Soldadura manual: Utilice un soldador para aplicar soldadura a pistas individuales y realizar conexiones precisas y personalizadas.

· Recorte y limpieza: Corte la longitud excesiva de las pistas después de la soldadura; limpie el PCB para eliminar residuos de flux (crucial para la fiabilidad y el cumplimiento).

· Inspección y pruebas: Inspección visual (o con rayos X automatizados para uniones ocultas) para verificar uniones frías, puentes o componentes mal alineados; pruebas funcionales para validar el rendimiento.

Ventajas del ensamblaje THT

· Estabilidad mecánica superior: Ideal para aplicaciones sujetas a vibración o acoplamiento/desacoplamiento frecuente.

· Compatibilidad con alta potencia/alto voltaje: Soporta mayor corriente y voltaje que la mayoría de los componentes SMD, lo que lo hace esencial para fuentes de alimentación, paneles de control industrial y sistemas de baterías automotrices.

· Facilidad de reparación y retoque: Los componentes dañados pueden retirarse y reemplazarse fácilmente (no se requiere equipo especializado de reflujo), lo que reduce el tiempo de inactividad en sistemas críticos.

· Confiabilidad en entornos adversos: Resistente a temperaturas extremas, humedad y exposición a productos químicos (cumple con estándares como IEC 60335 para uso industrial e IATF 16949 para automoción).

Aplicaciones específicas por sector (alineadas con sectores principales)

THT vs. SMT: Diferenciadores clave

¿Por qué elegir el ensamblaje de PCB con orificios pasantes?

Elegir el ensamblaje de componentes atravesados en placas de circuito impreso (THT) es una decisión estratégica para aplicaciones donde la robustez mecánica, la capacidad de manejo de alta potencia y la confiabilidad a largo plazo son imprescindibles, especialmente en los sectores médico, de control industrial, automotriz y

de electrónica de consumo. A continuación se presentan las razones fundamentales para seleccionar THT, adaptadas a su enfoque empresarial:

Durabilidad Mecánica Inigualable para Entornos de Alto Estrés

Los componentes THT están físicamente anclados a través de orificios en la PCB y soldados en el lado opuesto, creando un vínculo mucho más fuerte que los dispositivos montados en superficie (SMD). Esto hace que THT sea ideal para:

· Aplicaciones sujetas a vibración/choque: Componentes del chasis automotriz, robótica industrial y equipos exteriores (cumplen con las normas IATF 16949 e IEC 60335).

· Conexión/desconexión frecuente: Conectores de alimentación, entradas de audio y bloques terminales industriales (resistentes al desgaste por uso repetido).

· Condiciones de funcionamiento severas: Temperaturas extremas, humedad o exposición a productos químicos (por ejemplo, sistemas bajo el capó de automóviles, pisos de fábricas industriales).

Rendimiento Superior en Alta Potencia/Alto Voltaje

Los componentes THT están diseñados para manejar corrientes, voltajes y cargas térmicas más altas que la mayoría de los SMD, lo cual es crítico para:

· Sistemas de potencia: Fuentes de alimentación industriales, unidades de alimentación para dispositivos médicos (resonancia magnética/escáneres CT) y terminales de baterías automotrices.

· Equipos de alto voltaje: Paneles de control industrial, sistemas de HVAC y componentes de carga para vehículos eléctricos (EV).

· Gestión térmica: El tamaño más grande del componente y el montaje directo en la PCB permiten una mejor disipación del calor, reduciendo el riesgo de fallos en sistemas de operación continua.

Facilidad de reparación, reacondicionamiento y mantenimiento

El diseño THT simplifica el servicio posproducción, una ventaja clave para equipos críticos:

· Reparaciones rentables: Los componentes dañados (por ejemplo, transformadores industriales, conectores de dispositivos médicos) pueden reemplazarse rápidamente sin necesidad de equipos especializados de reflujo, minimizando el tiempo de inactividad.

· Flexibilidad en prototipos: Ideal para prototipos de bajo volumen o construcciones personalizadas, donde son comunes ajustes manuales e intercambios de componentes.

· Soporte para ciclos de vida largos: Los componentes THT suelen estar más disponibles para sistemas heredados (por ejemplo, maquinaria industrial con vidas útiles superiores a 10 años), garantizando un mantenimiento continuo.

Cumplimiento de normas de seguridad específicas del sector

THT cumple con requisitos regulatorios estrictos en materia de seguridad y fiabilidad:

· Médico: Cumple con ISO 13485 y FDA 21 CFR Parte 820 para conexiones eléctricas críticas en equipos de diagnóstico y herramientas quirúrgicas.

· Control Industrial: Cumple con UL 508 e IEC 60335 para bloques terminales de alto voltaje y controladores de motor.

· Automotriz: Se adhiere a IATF 16949 para componentes resistentes a vibraciones (por ejemplo, conectores de arnés de motor) y sistemas críticos de seguridad.

Compatibilidad con ensamblaje mixto (THT + SMT)

THT complementa a SMT para resolver desafíos complejos de diseño:

· Utilice THT para componentes de alta potencia/duraderos (por ejemplo, conectores de alimentación automotrices) y SMT para circuitos miniaturizados (por ejemplo, módulos ADAS) en la misma PCB.

· Equilibrio entre costo y rendimiento: THT maneja piezas personalizadas, de baja producción y alta potencia, mientras que SMT automatiza la producción masiva de componentes estándar.

Confiabilidad para aplicaciones críticas de seguridad

Las conexiones robustas de THT reducen el riesgo de fallos en sistemas donde el tiempo de inactividad o los malfuncionamientos tienen consecuencias graves:

· Dispositivos médicos: Conexiones de alimentación para monitores de pacientes y equipos de soporte vital.

· Automatización industrial: Sistemas de parada de emergencia y módulos de control robótico.

· Automotriz: Sensores del sistema de frenos y terminales del sistema de gestión de baterías (BMS).

Conclusión principal

Elija el ensamblaje THT cuando su producto exija resistencia mecánica, manejo de alta potencia, mantenimiento sencillo o cumplimiento con estándares industriales estrictos, especialmente para aplicaciones críticas de seguridad, ambientes adversos o alta potencia

aplicaciones. Para diseños híbridos, THT se combina perfectamente con SMT para ofrecer un rendimiento y eficiencia de costos óptimos.

Los componentes de montaje en agujero pasante se categorizan según su función, construcción y casos de uso específicos, con tipos distintos optimizados para el manejo de alta potencia, estabilidad mecánica o funciones eléctricas específicas. A continuación se presenta una

desglose estructurado alineado con los sectores médico, de control industrial, automotriz y electrónica de consumo:

1.Componentes Pasivos de Montaje en Agujero Pasante

Los componentes pasivos (sin elementos semiconductores activos) se centran en funciones eléctricas básicas (resistencia, capacitancia, inductancia):

Resistencias de Montaje en Agujero Pasante

Tipos: Composición de carbono, película metálica, bobinadas, resistencias de potencia.

Principales Casos de Uso: Módulos de potencia para control industrial (bobinadas para alta potencia), unidades de control del motor automotriz (película metálica para precisión), fuentes de alimentación para dispositivos médicos (resistencias de potencia para disipación de calor).

Las normas: Cumplen con UL 1412 (resistencias de potencia), IEC 60115 (resistencias generales).

Capacitores de Montaje en Agujero Pasante

Tipos: Electrolíticos (aluminio/tántalo), cerámicos, de película, de tántalo, supercapacitores.

Principales Casos de Uso: Sistemas de baterías automotrices (supercapacitores para almacenamiento de energía), accionamientos de motores industriales (electrolíticos para suavizado de voltaje), equipos de imagen médica (cerámicos para estabilidad de alta frecuencia).

Características críticas: Los condensadores electrolíticos manejan alta capacitancia; los condensadores de tántalo ofrecen un tamaño compacto y alta confiabilidad para dispositivos médicos.

Inductores/Transformadores de montaje axial

Tipos: Inductores de potencia, inductores RF, transformadores de aislamiento, transformadores de corriente.

Principales Casos de Uso: Fuentes de alimentación para control industrial (transformadores de aislamiento para seguridad), sistemas de carga automotriz (inductores de potencia para regulación de voltaje), máquinas médicas de resonancia magnética (transformadores de alto voltaje para conversión de potencia).

Ventajas: Construcción robusta del devanado para alta corriente/voltaje (ideal para entornos exigentes).

2. Componentes activos de montaje axial

Los componentes activos (basados en semiconductores) permiten amplificación, conmutación o procesamiento de señales:

Circuitos integrados de montaje axial

Tipos: DIP (Paquete dual en línea), SIP (Paquete simple en línea), PGA (Matriz de pines), Paquetes TO (transistores).

Principales Casos de Uso: PLC industriales (IC DIP para control lógico), ECU automotrices (PGA para microcontroladores de alta potencia), equipos médicos de diagnóstico (SIP para procesamiento de señales de sensores).

Características críticas: Los encapsulados DIP simplifican el reemplazo manual (ideal para prototipos/reparaciones); los encapsulados PGA gestionan computación de alta potencia.

Transistores de montaje en agujero pasante

Tipos: BJT (transistor de unión bipolar), MOSFET, IGBT (transistor bipolar con compuerta aislada), pares Darlington.

Principales Casos de Uso: Control industrial de motores (IGBT para conmutación de alto voltaje), inversores de potencia automotrices (MOSFET para conversión CC-CA), amplificadores de potencia en dispositivos médicos (BJT para amplificación lineal).

Las normas: IEC 60747 (dispositivos semiconductores), AEC-Q101 (transistores para automoción).

Diodos/Tiristores

Tipos: Diodos rectificadores, diodos Zener, LED, SCR (rectificador controlado de silicio), TRIAC.

Principales Casos de Uso:

Sistemas de carga automotrices (diodos rectificadores para conversión AC-DC), controles de calefacción industrial (SCR para regulación de potencia), luces indicadoras en dispositivos médicos (LEDs de montaje axial para visibilidad), fuentes de alimentación en electrodomésticos (diodos Zener para limitación de voltaje).

3. Conectores y Terminales (Componentes Mecánico-Electrónicos)

Estos componentes permiten conexiones físicas/eléctricas, priorizando la durabilidad y confiabilidad:

Conectores eléctricos

Tipos: Conectores hembra, bloques de terminales, conectores planos, conectores circulares (por ejemplo, DIN 43650).

Principales Casos de Uso: Paneles de control industriales (bloques de terminales para cableado), terminales de batería automotriz (conectores planos), entradas de alimentación en dispositivos médicos (conectores circulares con resistencia a la esterilización).

Características críticas: Clasificaciones de impermeabilidad IP67/IP68 para uso industrial/automotriz en exteriores; materiales de grado médico (biocompatibles) para equipos de diagnóstico.

Conectores de señal

Tipos: D-subminiatura (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Tipo-A/B, conectores de audio (3,5 mm), DB9/DB25.

Principales Casos de Uso: Electrónica de consumo (USB/conectores de audio), automatización industrial (D-sub para conexiones de sensores), sistemas de infotenimiento automotriz (RJ45 para Ethernet).

Ventajas: El montaje con orificio pasante garantiza resistencia a ciclos frecuentes de conexión/desconexión (por ejemplo, conectores de audio de consumo).

Bloques de terminales y cabeceras

Tipos: Bloques de terminales de tornillo, cabeceras para PCB, cabeceras de pines, cabeceras de zócalo.

Principales Casos de Uso: Cableado de control industrial (bloques de terminales de tornillo para conexiones seguras), cableado interno de dispositivos médicos (cabeceras para PCB), arneses de chasis automotrices (cabeceras de pines para conexiones de módulos).

4. Componentes electromecánicos de montaje con orificio pasante

Funcionalidad combinada eléctrica/mecánica para accionamiento o conmutación:

Relés

Tipos: Relés electromecánicos (EMR), relés de potencia, relés de señal, relés de enclavamiento.

Principales Casos de Uso: Paneles de control industrial (relés de potencia para conmutación de alto voltaje), sistemas de iluminación automotriz (relés de señal), interruptores de seguridad en dispositivos médicos (relés de enclavamiento).

Las normas: IEC 61810 (relés de potencia), AEC-Q200 (relés automotrices).

Los interruptores

Tipos: Interruptores de palanca, interruptores basculantes, interruptores de botón, interruptores DIP, interruptores giratorios.

Principales Casos de Uso: Electrodomésticos (interruptores basculantes), paneles de control industriales (botones de emergencia de tipo pulsador), salpicaderos automotrices (interruptores de palanca), dispositivos médicos (interruptores de botón estériles).

Características críticas: Interruptores sellados para entornos industriales/automotrices severos; materiales de grado médico compatibles con esterilización.

Electroválvulas/Actuadores

Tipos: Electroválvulas lineales, actuadores rotativos.

Principales Casos de Uso: Cierres de puertas automotrices (electroválvulas lineales), control de válvulas industriales (actuadores rotativos), sistemas de administración de fluidos médicos (pequeñas electroválvulas para control preciso del flujo).

5. Componentes especiales de orificio pasante

Optimizados para aplicaciones de alto rendimiento o críticas para la seguridad en nichos específicos:

Fusibles y disyuntores

Tipos: Fusibles cartucho, fusibles tipo cuchilla, disyuntores térmicos.

Principales Casos de Uso: Sistemas eléctricos automotrices (fusibles tipo cuchilla), fuentes de alimentación industriales (fusibles cartucho), dispositivos médicos (fusibles de acción retardada para protección contra sobretensiones).

Las normas: UL 248 (fusibles), IEC 60947 (interruptores automáticos).

Cristales y Osciladores

Tipos: Cristales de cuarzo, osciladores de cristal, módulos RTC (Reloj en Tiempo Real).

Principales Casos de Uso: PLC industriales (osciladores de cristal para temporización), sistemas de infoentretenimiento automotriz (módulos RTC), equipos médicos de diagnóstico (cristales de cuarzo de precisión para sincronización de señales).

Prioridades de componentes según la industria

El ensamblaje de PCB con orificios pasantes (THT) se define por características distintivas que lo hacen insustituible en aplicaciones que requieren robustez mecánica, manejo de alta potencia y confiabilidad a largo plazo. A continuación se presenta una descripción estructurada de sus características principales

características, alineadas con los sectores médico, control industrial, automotriz y electrónica de consumo:

Resistencia mecánica y durabilidad

Diseño de conexión anclada: Los componentes se insertan a través de orificios en el PCB y se sueldan en el lado opuesto, creando un vínculo mecánico rígido (mucho más fuerte que los componentes montados en superficie). Esto resiste vibraciones, impactos y

esfuerzos físicos, fundamental para:

Componentes del chasis automotriz (cumplimiento con IATF 16949 para resistencia a vibraciones).

Robótica industrial y equipos exteriores (resistencia a movimientos/impactos frecuentes).

Conectores de dispositivos médicos (durabilidad para ciclos repetidos de esterilización).

Resistencia al desgaste: Los conectores y terminales de orificio pasante soportan acoplamiento y desacoplamiento frecuentes (por ejemplo, cables de alimentación de electrodomésticos, terminales de paneles de control industrial).

Alta Potencia y Alta Tensión

Manejo Robusto de Corriente/Tensión: Las terminales más grandes de los componentes y las uniones de soldadura permiten que la tecnología THT soporte aplicaciones de alta corriente (10 A+) y alta tensión (1000 V+), a diferencia de la mayoría de los SMD:

Fuentes de alimentación industriales y controladores de motor (transformadores/resistencias de alta potencia).

Sistemas de baterías para vehículos eléctricos (terminales y fusibles de alta tensión).

Escáneres médicos de MRI/CT (componentes de conversión de alta tensión).

Disipación Térmica Superior: El tamaño más grande del componente y el montaje directo en la placa facilitan la transferencia de calor, reduciendo el riesgo de sobrecalentamiento en sistemas de funcionamiento continuo (por ejemplo, controladores de hornos industriales).

Facilidad de Montaje, Reparación y Re-trabajo Manual

· Soldadura Accesible: Los componentes THT son visibles y fáciles de soldar manualmente, ideales para prototipos de bajo volumen, construcciones personalizadas o reparaciones en campo.

· Reemplazo simplificado de componentes: Los componentes dañados (por ejemplo, transformadores industriales, relés de dispositivos médicos) pueden retirarse y reemplazarse sin equipos especializados de reflujo, minimizando el tiempo de inactividad en sistemas críticos.

· Compatibilidad con sistemas heredados: Los componentes THT están ampliamente disponibles para equipos antiguos (por ejemplo, maquinaria industrial con vidas útiles de más de 10 años), lo que garantiza mantenibilidad a largo plazo.

Fiabilidad en Entornos Duros

· Resistencia ambiental: Los ensamblajes THT funcionan de manera constante en condiciones extremas:

Temperaturas extremas (-40 °C a 150 °C) para sistemas automotrices en el compartimento del motor.

Humedad/polvo (calificaciones IP65/IP67) para sensores industriales exteriores.

Exposición a productos químicos (aceites, disolventes) para equipos en planta industrial.

· Rendimiento eléctrico estable: Menos susceptible a interferencias EMI/RFI en entornos industriales ruidosos (por ejemplo, sistemas de automatización de fábricas).

Cumplimiento con normas industriales estrictas

· Certificación para aplicaciones críticas de seguridad: THT cumple con los requisitos reglamentarios en cuanto a fiabilidad y seguridad:

Médica: ISO 13485 y FDA 21 CFR Parte 820 (para conexiones eléctricas en dispositivos de soporte vital).

De las industrias: UL 508 e IEC 60335 (para paneles de control de alto voltaje).

Automotriz: IATF 16949 (para componentes del chasis resistentes a vibraciones).

· Rastreabilidad: Los componentes de orificio pasante son más fáciles de inspeccionar y validar para cumplir con normativas (por ejemplo, códigos por lotes para piezas de dispositivos médicos).

Compatibilidad con ensamblaje mixto (THT + SMT)

· Flexibilidad de diseño híbrido: THT se integra perfectamente con SMT en el mismo PCB, combinando:

THT para componentes de alta potencia/duraderos (por ejemplo, conectores de alimentación para automóviles).

SMT para circuitos miniaturizados (por ejemplo, módulos de sensores ADAS).

· Optimización de costos: Equilibra la personalización de baja producción de THT con la eficiencia de producción en masa de SMT.

Inspección y control de calidad sencillos

· Verificación visual: Las uniones de soldadura son visibles (a diferencia de las uniones SMD ocultas), lo que permite una inspección visual rápida o inspección óptica automatizada (AOI) para detectar defectos (soldaduras frías, puentes).

· Accesibilidad para pruebas: Los terminales pasantes son fáciles de sondear para pruebas funcionales (por ejemplo, diagnóstico de placas de control industrial).

Resumen de características clave