PCB con tecnologia a foro passante

Che cos'è la tecnologia di assemblaggio di PCB a foro passante?

La tecnologia a fori passanti (THT) è un metodo tradizionale per il montaggio dei componenti elettronici su schede a circuito stampato (PCB). Questa tecnica prevede che i cavi dei componenti passino attraverso i fori preforati del circuito stampato, per poi essere saldati e fissati sul lato opposto. Come professionista Gruppo PCB Siamo consapevoli che la tecnologia a foro passante svolge ancora un ruolo insostituibile nella moderna produzione elettronica.

La tecnologia a fori passanti può essere suddivisa in assemblaggio manuale e assemblaggio automatizzato. L'assemblaggio manuale è adatto per la produzione di piccoli lotti o per la prototipazione, mentre l'assemblaggio automatizzato consente di ottenere una produzione di massa ad alta efficienza utilizzando macchine di inserimento specializzate. Sebbene la tecnologia a montaggio superficiale (SMT) sia diventata mainstream, la tecnologia a foro passante mantiene la sua importanza in molte applicazioni grazie ai suoi vantaggi unici.

I principali vantaggi dell'assemblaggio di PCB con foro passante

1. Eccezionale resistenza meccanica e affidabilità

Il vantaggio principale dell'assemblaggio a foro passante è il suo connessione meccanica superiore. I conduttori dei componenti che passano attraverso il PCB formano giunzioni a saldare che creano una connessione tridimensionale molto più robusta di quella bidimensionale del montaggio superficiale. Per le applicazioni che richiedono resistenza alle sollecitazioni meccaniche, alle vibrazioni o agli urti (come l'elettronica automobilistica, le apparecchiature industriali e i prodotti aerospaziali), i componenti con foro passante dimostrano un'affidabilità senza pari.

2. Eccezionale capacità di gestione della potenza

I componenti a foro passante offrono in genere capacità di potenza superiore. Poiché i conduttori passano attraverso la scheda e si collegano a più strati di rame, garantiscono una migliore dissipazione del calore e possono gestire correnti più elevate. Ciò rende i THT ideali per applicazioni ad alta potenza come alimentatori, azionamenti di motori e amplificatori.

3. Convenienza per la prototipazione e la riparazione

Durante le attività di ricerca e sviluppo e le riparazioni, i componenti a foro passante". facilità di sostituzione è inestimabile. I tecnici possono facilmente dissaldare e sostituire i componenti senza danneggiare il PCB. Al contrario, la sostituzione dei componenti a montaggio superficiale (soprattutto i pacchetti BGA a passo fine) è molto più impegnativa e richiede attrezzature e competenze specializzate.

4. Stabilità in ambienti estremi

Giunti di saldatura a foro passante resistere meglio ai cicli termici e condizioni ambientali difficili. La connessione "colonnare" formata dalla saldatura che riempie il foro passante è più resistente alle sollecitazioni di espansione termica rispetto ai giunti di saldatura "a menisco" SMT, rendendoli più stabili nelle applicazioni con notevoli fluttuazioni di temperatura.

5. Scelta ideale per i componenti di grandi dimensioni

Per i connettori, i trasformatori, i grandi condensatori elettrolitici e altri componenti ingombrantiIl montaggio a foro passante è spesso l'unica opzione possibile. Il peso e le dimensioni di questi componenti rendono il montaggio in superficie inadeguato a garantire una resistenza meccanica sufficiente.

Processo tecnico di montaggio a foro passante

1. Progettazione e foratura del PCB

La prima fase dell'assemblaggio a foro passante consiste nel determinare la collocazione dei componenti e la loro progettazione dello schema di foratura durante la progettazione del PCB. Ogni componente a foro passante richiede un foro di diametro appropriato, in genere 0,1-0,3 mm più grande del cavo del componente per facilitarne l'inserimento. I moderni software di progettazione di PCB possono generare automaticamente file di foratura per guidare le macchine di foratura CNC per una fabbricazione precisa.

2. Inserimento dei componenti

L'inserimento dei componenti può essere effettuato manualmente o automaticamente:

• Inserimento manuale: Gli operatori inseriscono i componenti uno per uno in base alla distinta base e alle marcature serigrafiche del PCB.
• Inserimento automatico: Utilizza macchine ad inserimento assiale o radiale per posizionare automaticamente i componenti.

3. Processi di saldatura

Esistono due metodi principali di saldatura a foro passante:

• Saldatura a onda: Il fondo del PCB passa sopra un'onda di saldatura fusa, con la saldatura che sale per capillarità a riempire i fori passanti.
• Saldatura manuale: Saldare ogni giunto singolarmente con un saldatore, adatto a piccoli lotti o a lavori di riparazione.

4. Pulizia e ispezione

Dopo la saldatura, I residui di flusso devono essere rimossi, seguiti da rigorose ispezioni di qualità, tra cui:

• Ispezione visiva dei giunti di saldatura
• Ispezione ottica automatizzata (AOI)
• Test funzionali

Confronto: Tecnologia a foro passante e tecnologia a montaggio superficiale

Mentre la tecnologia a montaggio superficiale (SMT) è diventata mainstream, la tecnologia a foro passante conserva un valore unico:

In pratica, tecnologia di assemblaggio misto (che combina THT e SMT) è sempre più comune e sfrutta i punti di forza di entrambi gli approcci.

I 5 problemi più comuni di assemblaggio di PCB con foro passante e le relative soluzioni

Problema 1: riempimento incompleto delle saldature nei fori passanti

Cause principali:

• Temperatura di saldatura insufficiente
• Durata della saldatura troppo breve
• Mancata corrispondenza tra il diametro del foro e la dimensione del piombo
• Scarsa fluidità della saldatura

Soluzioni:

1. Ottimizzare i parametri di saldatura a onda: Aumentare la temperatura di saldatura a 250-260°C, prolungare il tempo di contatto a 3-5 secondi.
2. Assicurarsi che il diametro del foro sia superiore di 0,1-0,3 mm rispetto al diametro del piombo.
3. Utilizzare un flussante con un'attività appropriata per migliorare la bagnabilità.
4. Per la saldatura manuale, utilizzare la tecnica "feed solder" per garantire il riempimento completo del foro.

Problema 2: Inserimento difficile o danneggiato del componente

Cause principali:

• Deviazione della posizione di foratura del PCB
• Il diametro del foro è troppo piccolo
• Il componente deformato porta
• Calibrazione non corretta della macchina di inserimento

Soluzioni:

1. Rafforzare il controllo di qualità della produzione di PCB per garantire l'accuratezza della perforazione
2. Controllare e regolare regolarmente i sistemi di posizionamento delle macchine di inserimento.
3. Eseguire la formatura dei piombi sui componenti
4. Implementare l'ispezione di primo livello per identificare e correggere tempestivamente i problemi.

Problema 3: ponti di saldatura o saldature eccessive dopo l'assemblaggio

Cause principali:

• Temperatura di saldatura eccessiva
• Attività di flusso insufficiente
• Spaziatura inadeguata tra i componenti
• Altezza d'onda non corretta

Soluzioni:

1. Regolare i parametri di saldatura a onda: Abbassare la temperatura o ridurre il tempo di contatto
2. Passare a un flusso di attività superiore
3. Ottimizzazione della disposizione dei componenti per aumentare la distanza critica
4. Controllo dell'altezza dell'onda a 1/2-2/3 dello spessore del PCB
5. Per i ponti esistenti, utilizzare uno stoppino di saldatura o strumenti di rilavorazione.

Problema 4: Componenti allentati o disallineamento dopo la saldatura

Cause principali:

• Inserimento incompleto del componente
• Spazio eccessivo tra i conduttori e i fori
• Componenti non fissati prima della saldatura
• Impatto dell'onda che causa lo spostamento

Soluzioni:

1. Assicurarsi che i componenti siano completamente inseriti e a filo con il PCB.
2. Per i componenti pesanti, utilizzare un adesivo temporaneo prima della saldatura.
3. Ottimizzazione del design del dispositivo di saldatura a onda per ridurre al minimo l'impatto meccanico
4. Implementare l'ispezione in-process per individuare tempestivamente i problemi di allineamento.

Problema 5: danni ai componenti sensibili al calore durante la saldatura

Cause principali:

• Temperatura di saldatura eccessiva
• Nessuna protezione per i componenti sensibili al calore
• Durata della saldatura prolungata

Soluzioni:

1. Utilizzare la saldatura manuale per i componenti sensibili con riscaldamento locale controllato.
2. Applicare dissipatori di calore o morsetti termici per proteggere i componenti.
3. Regolare la sequenza di saldatura - saldare i componenti sensibili per ultimi
4. Selezionare leghe di saldatura a bassa temperatura (ad esempio, Sn-Bi).
5. Se necessario, utilizzare stazioni di rilavorazione per il riscaldamento localizzato.

Tendenze future nell'assemblaggio di PCB a foro passante

Anche se la tecnologia a montaggio superficiale domina, l'assemblaggio a foro passante continua a evolversi:

1. Foro passante ad alta densità: I fori più piccoli (0,2-0,3 mm) e la maggiore precisione di foratura aumentano la densità di assemblaggio.
2. Sistemi di saldatura selettiva: Saldare con precisione solo le porzioni di foro passante di schede a tecnologia mista, riducendo lo stress termico.
3. Aumento dell'automazione: Macchine di inserimento automatico e sistemi di ispezione più intelligenti migliorano la produttività
4. Materiali avanzati: I materiali per PCB ad alta conduttività termica e le nuove saldature migliorano le prestazioni termiche

In qualità di assemblatori professionali di PCB, consigliamo ai clienti di scegliere la tecnologia più appropriata in base alle caratteristiche del prodotto e all'ambiente di applicazione. Per le applicazioni che richiedono un'elevata affidabilità, forti connessioni meccaniche e una gestione della potenza superiore, la tecnologia a foro passante rimane indispensabile.

Perché scegliere i nostri servizi di assemblaggio di PCB a foro passante?

• 17 anni di esperienza nell'assemblaggio a foro passante con migliaia di progetti diversi
• Dotati di macchine di inserimento automatico ad alta precisione e di sistemi di saldatura selettiva
• Sistema di controllo della qualità rigoroso con tassi di difettosità inferiori a 0,1%
• Servizi completi dal supporto alla progettazione al collaudo finale
• Capacità flessibile dalla prototipazione alla produzione di massa

Sia che il vostro progetto richieda un assemblaggio a foro passante puro o una tecnologia mista, il nostro team di ingegneri fornisce una consulenza esperta e una produzione di alta qualità. Contattateci gratuitamente consulenza tecnica e preventivi.

Letture consigliate

Tecnologia di montaggio superficiale (SMT)