Montaggio a Inserzione

L'assemblaggio PCB Through Hole è un processo tradizionale di produzione elettronica in cui i componenti con terminali metallici vengono inseriti in fori preforati su una scheda a circuito stampato (PCB) e saldati sul lato opposto (mediante saldatura ad onda

o saldatura manuale). A differenza della tecnologia Surface Mount (SMT), i componenti THT sono fisicamente ancorati attraverso la PCB, rendendoli ideali per applicazioni che richiedono stabilità meccanica e gestione di alte potenze.

Caratteristiche principali dell'assemblaggio THT

· Progettazione del componente: I componenti THT hanno terminali lunghi e rigidi che passano attraverso i fori della PCB, creando un forte collegamento meccanico.

· Metodi di saldatura:

Saldatura a onda: Processo automatizzato per produzioni in grande volume – le PCB vengono fatte passare su un'onda di saldatura fusa per collegare simultaneamente tutti i terminali.

Saldatura manuale: Utilizzato per produzioni di basso volume, assemblaggio di prototipi o componenti di grandi dimensioni/dalla forma irregolare che non possono essere saldati a onda.

· Resistenza meccanica: L'inserimento in fori metallizzati e la saldatura creano un collegamento robusto, resistente a vibrazioni, urti e sollecitazioni fisiche.

· Gestione della potenza: I componenti THT sono ottimizzati per applicazioni ad alta corrente e alto voltaggio grazie alle loro maggiori dimensioni dei terminali e a una migliore dissipazione termica.

Principali fasi del processo di assemblaggio THT

· Preparazione dei componenti : Tagliare i terminali dei componenti alla lunghezza corretta (se necessario) per l'inserimento nel circuito stampato.

· Inserimento: Inserire i terminali dei componenti nei fori preforati del circuito stampato (manualmente per i prototipi, automatizzato con macchine inseritrici per la produzione di massa).

Saldatura:

Saldatura a onda: Il PCB (con componenti inseriti) viene trasportato attraverso un'onda di saldatura, che ricopre i terminali e i pad esposti per formare un collegamento permanente.

Saldatura manuale: Utilizzare un saldatore per applicare saldatura ai singoli terminali al fine di ottenere connessioni precise e personalizzate.

· Taglio e Pulizia: Tagliare l'eccesso di lunghezza dei terminali dopo la saldatura; pulire il PCB per rimuovere i residui di flux (fondamentale per affidabilità e conformità).

· Ispezione e Test: Ispezione visiva (o a raggi X automatizzata per giunti nascosti) per verificare giunti freddi, ponteggi o componenti mal allineati; test funzionale per convalidare le prestazioni.

Vantaggi dell'assemblaggio THT

· Stabilità Meccanica Superiore: Ideale per applicazioni soggette a vibrazioni o a inserimenti/sganci frequenti.

· Compatibilità con Alta Potenza/Alta Tensione: Gestisce correnti e tensioni più elevate rispetto alla maggior parte degli SMD, risultando essenziale per alimentatori, quadri di controllo industriali e sistemi di batterie automobilistiche.

· Facilità di Riparazione e Rework: I componenti danneggiati possono essere facilmente rimossi e sostituiti (senza necessità di attrezzature specializzate per la saldatura in riluogo), riducendo i tempi di fermo dei sistemi critici.

· Affidabilità in Ambienti Severi: Resistente a temperature estreme, umidità ed esposizione a sostanze chimiche (conforme agli standard come IEC 60335 per uso industriale, IATF 16949 per il settore automotive).

Applicazioni Specifiche per Settore (allineate ai settori principali)

THT vs. SMT: differenze chiave

Perché scegliere l'assemblaggio PCB Through Hole?

Scegliere l'assemblaggio Through Hole PCB (THT) è una scelta strategica per applicazioni in cui robustezza meccanica, gestione dell'alta potenza e affidabilità a lungo termine sono imprescindibili — in particolare nei settori medico, controllo industriale, automobilistico e

elettronica di consumo. Di seguito sono riportate le principali ragioni per scegliere il THT, adattate al vostro focus aziendale:

Durata Meccanica Ineguagliabile per Ambienti ad Alto Stress

I componenti THT sono fisicamente ancorati attraverso fori sulla PCB e saldati sul lato opposto, creando un collegamento molto più resistente rispetto ai dispositivi montati in superficie (SMD). Questo rende il THT ideale per:

· Applicazioni soggette a vibrazioni/urti: Componenti del telaio automobilistico, robotica industriale e apparecchiature esterne (conformi agli standard IATF 16949 e IEC 60335).

· Collegamenti/scollegamenti frequenti: Connettori di alimentazione, jack audio e morsettiere industriali (resistenti all'usura causata dall'uso ripetuto).

· Condizioni operative gravose: Temperature estreme, umidità o esposizione a sostanze chimiche (ad esempio sistemi sotto il cofano automobilistico, pavimenti di fabbriche industriali).

Prestazioni elevate in alta potenza/alta tensione

I componenti THT sono progettati per gestire correnti, tensioni e carichi termici più elevati rispetto alla maggior parte degli SMD, fondamentali per:

· Sistemi di alimentazione: Alimentatori industriali, unità di alimentazione per dispositivi medici (risonanza magnetica/tomografi CT) e terminali delle batterie per autoveicoli.

· Apparecchiature ad alta tensione: Quadri di controllo industriali, sistemi HVAC e componenti per la ricarica di veicoli elettrici (EV).

· Gestione termica: La dimensione maggiore dei componenti e il montaggio diretto sul circuito stampato permettono una migliore dissipazione del calore, riducendo il rischio di guasti nei sistemi a funzionamento continuo.

Facilità di riparazione, ritocco e manutenzione

La progettazione THT semplifica l'assistenza post-produzione, un vantaggio fondamentale per apparecchiature critiche:

· Riparazioni economiche: Componenti danneggiati (ad esempio trasformatori industriali, connettori per dispositivi medici) possono essere rapidamente sostituiti senza l'uso di attrezzature specializzate per la saldatura in forno, riducendo al minimo i tempi di fermo.

· Flessibilità nei prototipi: Ideale per la prototipazione in piccoli volumi o realizzazioni personalizzate, dove aggiustamenti manuali e sostituzioni di componenti sono comuni.

· Supporto per cicli di vita prolungati: I componenti THT sono spesso più facilmente disponibili per sistemi obsoleti (ad esempio macchinari industriali con durata superiore ai 10 anni), garantendo una manutenibilità continua.

Conformità agli standard di sicurezza specifici del settore

Il THT è conforme ai rigorosi requisiti normativi in materia di sicurezza e affidabilità:

· Medico: Rispetta ISO 13485 e FDA 21 CFR Parte 820 per connessioni di alimentazione critiche in apparecchiature diagnostiche e strumenti chirurgici.

· Controllo industriale: Conforme a UL 508 e IEC 60335 per blocchi terminali ad alta tensione e controllori del motore.

· Automobilistico: Aderisce all'IATF 16949 per componenti resistenti alle vibrazioni (ad es. connettori del cablaggio motore) e sistemi critici per la sicurezza.

Compatibilità con assemblaggio misto (THT + SMT)

Il THT integra lo SMT per risolvere sfide progettuali complesse:

· Utilizzare il THT per componenti ad alta potenza/durevoli (ad es. connettori di alimentazione per autoveicoli) e lo SMT per circuiti miniaturizzati (ad es. moduli ADAS) sulla stessa PCB.

· Bilanciare costo e prestazioni: Il THT gestisce parti personalizzate, di basso volume e ad alta potenza, mentre lo SMT automatizza la produzione di massa di componenti standard.

Affidabilità per applicazioni critiche per la sicurezza

Le connessioni robuste di THT riducono il rischio di guasti in sistemi in cui fermi macchina o malfunzionamenti hanno conseguenze gravi:

· Dispositivi medici: Connessioni elettriche per monitor dei pazienti e apparecchiature di supporto vitale.

· Automazione industriale: Sistemi di arresto di emergenza e moduli di controllo robotici.

· Automobilistico: Sensori del sistema frenante e terminali del sistema di gestione della batteria (BMS).

Key Takeaway

Scegliere l'assemblaggio THT quando il prodotto richiede resistenza meccanica, gestione dell'alta potenza, manutenzione semplice o conformità a rigorosi standard industriali—in particolare per applicazioni critiche per la sicurezza, in ambienti gravosi o ad alta potenza

applicazioni. Per progetti ibridi, THT si abbina perfettamente a SMT per offrire prestazioni ottimali ed efficienza dei costi.

I componenti Through Hole sono categorizzati in base alla loro funzione, costruzione e casi d'uso applicativi—con tipologie distinte ottimizzate per la gestione dell'alta potenza, stabilità meccanica o specifici ruoli elettrici. Di seguito è riportata una suddivisione strutturata

allineata ai settori medico, del controllo industriale, automotive ed elettronica di consumo:

1.Componenti Passivi a Foro Passante

I componenti passivi (senza elementi semiconduttori attivi) si concentrano su funzioni elettriche di base (resistenza, capacità, induttanza):

Resistori a Foro Passante

Tipi: A composizione di carbonio, a film metallico, avvolti in filo, resistori di potenza.

Principali Applicazioni: Moduli di potenza per controllo industriale (avvolti in filo per alta potenza), unità di controllo motore automotive (a film metallico per precisione), alimentatori per dispositivi medici (resistori di potenza per dissipazione del calore).

Norme: Conformi agli standard UL 1412 (resistori di potenza), IEC 60115 (resistori generici).

Condensatori a Foro Passante

Tipi: Elettrolitici (alluminio/tantalio), ceramici, a film, al tantalio, supercondensatori.

Principali Applicazioni: Sistemi batteria automotive (supercondensatori per accumulo energetico), azionamenti industriali per motori (elettrolitici per livellamento della tensione), apparecchiature per imaging medico (ceramici per stabilità ad alta frequenza).

Caratteristiche Critiche: I condensatori elettrolitici gestiscono un'elevata capacità; i condensatori al tantalio offrono dimensioni compatte e alta affidabilità per dispositivi medici.

Induttori/Trasformatori a Foro Passante

Tipi: Induttori di potenza, induttori RF, trasformatori di isolamento, trasformatori di corrente.

Principali Applicazioni: Alimentatori per controllo industriale (trasformatori di isolamento per sicurezza), sistemi di ricarica automotive (induttori di potenza per regolazione della tensione), macchine MRI mediche (trasformatori ad alta tensione per conversione della potenza).

Vantaggi: Costruzione robusta degli avvolgimenti per corrente/tensione elevate (ideale per ambienti gravosi).

2. Componenti Attivi a Foro Passante

I componenti attivi (basati su semiconduttori) consentono amplificazione, commutazione o elaborazione del segnale:

Circuiti Integrati a Foro Passante (IC)

Tipi: DIP (Dual In-line Package), SIP (Single In-line Package), PGA (Pin Grid Array), contenitori TO (transistor).

Principali Applicazioni: PLC industriali (IC DIP per controllo logico), ECU automobilistiche (PGA per microcontrollori ad alta potenza), apparecchiature mediche diagnostica (SIP per l'elaborazione dei segnali dei sensori).

Caratteristiche Critiche: I contenitori DIP semplificano la sostituzione manuale (ideali per prototipi/riparazioni); i contenitori PGA gestiscono elaborazioni ad alta potenza.

Transistor a foro passante

Tipi: BJT (transistor a giunzione bipolare), MOSFET, IGBT (transistor bipolare a gate isolato), coppie Darlington.

Principali Applicazioni: Controllo industriale di motori (IGBT per commutazione ad alta tensione), inverter di potenza automobilistici (MOSFET per conversione CC-CA), amplificatori di potenza per dispositivi medici (BJT per amplificazione lineare).

Norme: IEC 60747 (dispositivi a semiconduttore), AEC-Q101 (transistor per applicazioni automobilistiche).

Diodi/Tiristori

Tipi: Diodi raddrizzatori, diodi Zener, LED, SCR (raddrizzatore controllato al silicio), TRIAC.

Principali Applicazioni:

Sistemi di ricarica automotive (diodi raddrizzatori per la conversione CA-CC), controlli per riscaldamento industriale (SCR per la regolazione della potenza), spie luminose per dispositivi medici (LED a foro passante per una migliore visibilità), alimentatori per elettrodomestici (diodi Zener per il limitatore di tensione).

3. Connettori e Terminali (Componenti Meccanico-Elettrici)

Questi componenti consentono connessioni fisiche/elettriche, privilegiando durata e affidabilità:

Connettori elettrici

Tipi: Connettori barrel, morsettiere, connettori a lamella, connettori circolari (ad es. DIN 43650).

Principali Applicazioni: Pannelli di controllo industriali (morsettiere per cablaggio), terminali delle batterie automobilistiche (connettori a lamella), ingressi di alimentazione per dispositivi medici (connettori circolari resistenti alla sterilizzazione).

Caratteristiche Critiche: Classificazioni di impermeabilità IP67/IP68 per utilizzi industriali/automobilistici esterni; materiali di grado medico (biocompatibili) per apparecchiature diagnostiche.

Connettori di Segnale

Tipi: D-subminiatura (D-sub), RJ45 (Ethernet), USB Type-A/B, jack audio (3,5 mm), DB9/DB25.

Principali Applicazioni: Elettronica di consumo (USB/audio jack), automazione industriale (D-sub per connessioni sensori), sistemi di infotainment automotive (RJ45 per Ethernet).

Vantaggi: Il montaggio in foro passante garantisce resistenza a cicli frequenti di inserimento/rimozione (ad esempio, jack audio per uso consumer).

Morsetti e connettori a intestazione

Tipi: Blocchi a morsetto a vite, connettori a intestazione per PCB, intestazioni a pin, connettori a presa.

Principali Applicazioni: Cablaggio per controllo industriale (blocchi a morsetto a vite per connessioni sicure), cablaggio interno per dispositivi medici (connettori a intestazione per PCB), cablaggi per telaio automotive (intestazioni a pin per collegamenti moduli).

4. Componenti elettromeccanici a foro passante

Funzionalità combinata elettrica/meccanica per attuazione o commutazione:

Relè

Tipi: Relè elettromeccanici (EMR), relè di potenza, relè di segnale, relè a scatto.

Principali Applicazioni: Pannelli di controllo industriali (relè di potenza per commutazione ad alta tensione), sistemi di illuminazione automotive (relè di segnale), interblocchi di sicurezza per dispositivi medici (relè a scatto).

Norme: IEC 61810 (relè di potenza), AEC-Q200 (relè automotive).

Interruttori

Tipi: Interruttori a levetta, interruttori a bilanciere, interruttori a pulsante, interruttori DIP, interruttori rotativi.

Principali Applicazioni: Elettrodomestici per uso domestico (interruttori a bilanciere), pannelli di controllo industriali (pulsanti di emergenza a pressione), cruscotti automobilistici (interruttori a levetta), dispositivi medici (interruttori a pulsante sterili).

Caratteristiche Critiche: Interruttori sigillati per ambienti difficili automobilistici/industriali; materiali conformi agli standard medici per compatibilità con la sterilizzazione.

Solenoide/Attuatori

Tipi: Solenoide lineari, attuatori rotativi.

Principali Applicazioni: Serrature delle portiere automotive (solenoide lineari), controllo valvole industriali (attuatori rotativi), sistemi di somministrazione di fluidi medici (piccoli solenoidi per il controllo preciso del flusso).

5. Componenti speciali attraverso foro

Ottimizzati per applicazioni di nicchia ad alte prestazioni o critiche per la sicurezza:

Fusibili e interruttori automatici

Tipi: Fusibili cilindrici, fusibili a lamella, interruttori termomagnetici.

Principali Applicazioni: Sistemi elettrici automobilistici (fusibili a lamina), alimentatori industriali (fusibili cilindrici), dispositivi medici (fusibili lenti per la protezione da sovraccarico).

Norme: UL 248 (fusibili), IEC 60947 (interruttori automatici).

Cristalli e oscillatori

Tipi: Cristalli al quarzo, oscillatori al quarzo, moduli RTC (Real-Time Clock).

Principali Applicazioni: PLC industriali (oscillatori al quarzo per temporizzazione), sistemi di infotainment automotive (moduli RTC), apparecchiature mediche diagnostiche (cristalli al quarzo di precisione per la sincronizzazione dei segnali).

Priorità dei componenti specifiche per settore

L'assemblaggio PCB Through Hole (THT) è definito da caratteristiche distintive che lo rendono insostituibile per applicazioni che richiedono robustezza meccanica, gestione dell'alta potenza e affidabilità a lungo termine. Di seguito è riportata una suddivisione strutturata dei suoi elementi principali

caratteristiche, allineate ai settori medico, del controllo industriale, automobilistico ed elettronica di consumo:

Resistenza meccanica e durata

Design del collegamento ancorato: I componenti vengono inseriti attraverso fori della PCB e saldati sul lato opposto, creando un collegamento meccanico rigido (molto più resistente rispetto ai componenti montati in superficie). Questo resiste a vibrazioni, urti e

sollecitazioni fisiche—fondamentale per:

Componenti del telaio automobilistico (conformità IATF 16949 per resistenza alle vibrazioni).

Robotica industriale ed apparecchiature esterne (resistenza a movimenti/urti frequenti).

Connettori per dispositivi medici (durata per cicli ripetuti di sterilizzazione).

Resistenza all'usura: I connettori e i terminali a foro passante resistono a inserimenti e scollegamenti frequenti (ad esempio, cavi di alimentazione per elettrodomestici, terminali per pannelli di controllo industriali).

Alta Potenza e Alta Tensione

Gestione Robusta di Corrente/Tensione: Le pinze più grandi dei componenti e le saldature permettono al THT di supportare applicazioni ad alta corrente (10A+) e ad alta tensione (1000V+), a differenza della maggior parte dei componenti SMD:

Alimentatori industriali e controllori di motori (trasformatori/resistori ad alta potenza).

Sistemi di batteria per veicoli elettrici (EV) (terminali e fusibili ad alta tensione).

Scanner medici MRI/TC (componenti per la conversione dell'alimentazione ad alta tensione).

Eccellente Dissipazione Termica: Le dimensioni maggiori dei componenti e il montaggio diretto sul circuito stampato facilitano il trasferimento del calore, riducendo il rischio di surriscaldamento in sistemi a funzionamento continuo (ad esempio, controllori di forni industriali).

Facilità di Montaggio, Riparazione e Rilavorazione Manuale

· Saldatura accessibile: I componenti THT sono visibili e facili da saldare manualmente, ideali per prototipi in piccola serie, realizzazioni personalizzate o riparazioni in campo.

· Sostituzione semplificata dei componenti: I componenti danneggiati (ad esempio trasformatori industriali, relè per dispositivi medici) possono essere rimossi e sostituiti senza l'uso di attrezzature specializzate per la saldatura in ricalorizzazione, riducendo al minimo i tempi di fermo nei sistemi critici.

· Compatibilità con sistemi obsoleti: I componenti THT sono ampiamente disponibili per apparecchiature più vecchie (ad esempio macchinari industriali con durata superiore a 10 anni), garantendo una manutenibilità a lungo termine.

Affidabilità in Ambienti Severi

· Resistenza ambientale: Gli assemblaggi THT offrono prestazioni costanti in condizioni estreme:

Temperature estreme (-40°C a 150°C) per sistemi automotive sotto il cofano.

Umidità/polvere (certificazioni IP65/IP67) per sensori industriali esterni.

Esposizione a sostanze chimiche (oli, solventi) per apparecchiature del pavimento di fabbrica.

· Prestazioni elettriche stabili: Meno soggetta a interferenze EMI/RFI in ambienti industriali rumorosi (ad esempio, sistemi di automazione di fabbrica).

Conformità a rigorosi standard del settore

· Certificazione per applicazioni critiche per la sicurezza: THT è conforme ai requisiti normativi relativi a affidabilità e sicurezza:

Medico: ISO 13485 e FDA 21 CFR Parte 820 (per connessioni elettriche in dispositivi di supporto vitale).

Industriali: UL 508 e IEC 60335 (per quadri di controllo ad alta tensione).

Automotive: IATF 16949 (per componenti del telaio resistenti alle vibrazioni).

· Tracciabilità: I componenti attraverso foro sono più facili da ispezionare e verificare per la conformità (ad esempio, codifica del lotto per parti di dispositivi medici).

Compatibilità con assemblaggio misto (THT + SMT)

· Flessibilità di Progettazione Ibrida: THT si integra perfettamente con SMT sulla stessa PCB, combinando:

THT per componenti ad alta potenza/resistenti (ad esempio, connettori di alimentazione per autoveicoli).

SMT per circuiti miniaturizzati (ad esempio, moduli sensori ADAS).

· Ottimizzazione dei costi: Bilancia la personalizzazione per piccoli volumi del THT con l'efficienza della produzione di massa del SMT.

Ispettione semplice e controllo qualità

· Verificabilità Visiva: Le saldature sono visibili (a differenza dei giunti SMD nascosti), consentendo un'ispezione visiva rapida o un'ispezione ottica automatica (AOI) per rilevare difetti (saldature fredde, ponticelli).

· Accessibilità ai Test: I terminali passanti sono facili da sondare per test funzionali (ad esempio, diagnostica di schede di controllo industriale).

Sintesi delle caratteristiche principali