Componentes de furo passante: Tecnologia vintage ainda é fundamental em PCBs

Componentes passantes são componentes eletrônicos com condutores ou terminais que são inseridos em furos perfurados em um Placa PCB e soldado para fazer conexões mecânicas e elétricas. Nos primeiros dias, THT (Tecnologia de furo passante) foi a principal tecnologia de montagem de PCB, mas à medida que o nível de integração dos circuitos atuais continua a aumentar, os componentes ficarão mais compactos, e os engenheiros eletrônicos de hoje tendem a escolher SMT (tecnologia de montagem em superfície) componentes. Mas é inegável que o THT ainda ocupa um lugar importante na indústria de PCB em virtude das suas próprias vantagens. Neste artigo, apresentaremos componentes de furo passante de vários aspectos e forneceremos alguns insights sobre como escolher entre SMD e componentes de furo passante. Vamos continuar lendo para saber mais!

Tipos de componentes de furo passante

Componentes de avanço axial

Componentes com chumbo axial têm cabos que se estendem de cada extremidade da peça paralelamente ao seu eixo. Exemplos comuns são:

• Resistores: O resistor de furo passante fornece resistência ao fluxo de corrente elétrica e possui terminais em cada extremidade, tornando-os fáceis de inserir através de furos em uma PCB.
• Capacitores: Capacitores com condutores axiais armazenam e liberam energia elétrica. Eles também têm cabos em cada extremidade para montagem através do orifício.
• Diodos: Diodos condutores axiais permitem que a corrente flua em uma direção, e eles normalmente têm leads em ambas as extremidades.

Componentes de chumbo radial

As peças com chumbo radial têm fios que se estendem perpendicularmente ao eixo do corpo do componente. E os componentes abaixo geralmente têm ligações radiais:

• Transistores: Transistores com terminais radiais são usados ​​para amplificação e comutação. Eles têm terminais em um lado do componente para montagem através do furo.
• CIs (Circuitos integrados): Alguns ICs vêm em embalagens com terminais radiais. Eles são menos comuns que outros pacotes IC, mas ainda são usados ​​em aplicações específicas.

CIs DIP

Pacote duplo em linha (MERGULHO) circuitos integrados têm terminais de pinos que se estendem de ambos os lados longos de um corpo plástico retangular. DIP ICs permitem soldagem por furo e breadboard.

Pinos e conectores

• Alfinetes: Os pinos passantes podem ser usados ​​para vários fins, como criar pontos de teste ou fornecer uma conexão entre PCBs ou componentes.
• Conectores: Conectores passantes são usados ​​para estabelecer conexões elétricas entre a PCB e dispositivos externos. Eles vêm em várias formas, incluindo conectores D-sub, cabeçalhos de pinos, e mais.

Outros componentes diversos de furo passante incluem fusíveis, indutores de contas de ferrite, transformadores, potenciômetros, e relés. Pontas geométricas exclusivas permitem soldagem através de furo.

Leia nosso outro blog para todos os tipos de componentes de PCB: https://www.mokotechnology.com/Circuit-board-components/

Como soldar componentes através do furo？

1. Prepare sua área de trabalho

Para se preparar para a soldagem, primeiro, limpe as peças que você irá unir. Usar álcool isopropílico para lavar qualquer sujeira ou poeira nos cabos e na placa de circuito. Deixe tudo secar ao ar ou limpe suavemente com um pano sem fiapos. Esta limpeza rápida ajuda a solda a aderir melhor para que você possa fazer sólidos, conexões duradouras.

2. Limpe a ponta do ferro de solda

Certifique-se de limpar a ponta do ferro antes de soldar. Aquecê-lo, em seguida, limpe-o cuidadosamente com uma esponja umedecida com água. Isso remove qualquer oxidação ou detritos, permitindo que o ferro transfira calor de forma eficiente para soldas limpas.

3. Insira o componente

Insira os terminais do componente passante nos orifícios apropriados na PCB.

4. Dobre os cabos (se necessário)

Se o componente tiver cabos longos, você pode dobrá-los ligeiramente para fora no lado oposto da placa para segurar o componente no lugar durante a soldagem.

5. Aqueça a junta

Coloque a ponta do ferro de forma que toque simultaneamente no cabo do componente e na placa de circuito. Certifique-se de que a ponta entre em contato com o eletrodo e o Almofada PCB.

6. Aplicar solda

Depois que a junta estiver aquecida (normalmente dentro 2-3 segundos), toque o fio de solda na junta. A solda deve fluir suavemente ao redor da junta e cobrir o fio e a almofada. Não aplique muita solda; uma pequena quantidade geralmente é suficiente.

7. Remova a solda e o ferro

Uma vez que a solda flui, primeiro puxe o fio, então o ferro. Mantenha a junta imóvel por alguns segundos enquanto a solda endurece e endurece. Este tempo de resfriamento é crucial para criar um forte, conexão duradoura entre as partes. Don’t move the component or the board until the solder sets to avoid creating “cold joints.”

8. Inspecione a junta

Inspecione visualmente a junta de solda para garantir que pareça brilhante, suave, e distribuído uniformemente. Uma junta devidamente soldada deve ter um formato côncavo, aparência ligeiramente elevada.

9. Corte o excesso de leads

Se necessário, use cortadores nivelados para aparar qualquer excesso de cabos de componentes nivelados com o PCB. Ao cortar fios em excesso, deixe um pouco de espaço entre o corte e a junta de solda. Chegar muito perto corre o risco de danificar a conexão que você acabou de fazer.

10. Repita o processo

Repita as etapas 3 para 9 para cada componente passante em sua PCB.

11. Limpe o PCB (opcional)

Assim que toda a soldagem estiver concluída, considere arrumar o quadro. Use álcool isopropílico e uma pequena escova ou cotonete para remover suavemente qualquer resíduo de fluxo. Isso remove detritos e deixa as juntas de solda e a placa de circuito limpas.

12. Teste o circuito

Antes de fechar o dispositivo ou ligá-lo, verifique novamente suas juntas de solda e certifique-se de que não haja pontes de solda ou curtos.

Dicas para manusear componentes passantes em seu projeto de PCB

Aqui estão algumas dicas para incorporar efetivamente peças de furo passante em seu próximo layout de placa:

• Evaluate where through hole components make sense – Consider factors like cost, hora da assembléia, necessidades de substituição, e resistência à vibração. O furo passante pode ser preferido para conectores, dispositivos de energia, ou componentes críticos.
• Get the hole size right – Follow manufacturer specifications for drill diameter. Muito pequeno aumenta a resistência, e muito grande pode afetar a qualidade da junta de solda. Lembre-se de que as almofadas são maiores que os furos.
• Mind the spacing – Leave adequate spacing between holes and traces for routing. Componentes como DIP ICs exigem densidades de furo mais altas. Consultar fichas técnicas.
• Corner the market on stability – Place through hole parts near the corners and edges of boards whenever possible. Isso proporciona mais estabilidade mecânica.
• Simplify soldering – Design boards so through hole leads accessible from one side only. This prevents “shadowing” while soldering.
• Plan for securing – Consider adding board mounts, colchetes, ou outros pontos de fixação se as peças do furo passante forem grandes ou pesadas.
• Protect hole plating – Specify plated through holes or edge plating. Evite expor material laminado não tratado para evitar oxidação.

Componentes de furo passante SMD VS

Diferença entre componentes SMD e furo passante

SMD (dispositivo de montagem em superfície) os componentes têm terminais que se conectam diretamente à superfície dos PCBs, em vez de através de orifícios. E embora os componentes do furo os diferenciem:

1. Embalagem diferente

Com peças SMT, os cabos são soldados diretamente nas almofadas metálicas na superfície da placa. Não são necessários furos, eliminando perfuração. Os eletrodos são definidos no layout da PCB para corresponder à configuração do condutor do componente. As almofadas SMT são normalmente criadas usando processos de revestimento de painel ou revestimento padrão. As peças com furo passante exigem que os furos sejam perfurados mecanicamente em toda a pilha de camadas da placa. Os cabos são inseridos nos orifícios e soldados. Orifícios passantes revestidos (PTHs) em seguida, conecte as almofadas em ambos os lados através das paredes do furo. Os PTHs permitem acesso à solda e inspecionam juntas de ambos os lados.

2. Diferentes métodos de montagem

A montagem SMT utiliza máquinas pick-and-place de alta velocidade para posicionar com precisão os componentes nas almofadas. As peças são manuseadas por pequenos bicos de vácuo e rapidamente preenchidas em toda a superfície da PCB. Soldadura por refluxo em seguida, solda todas as almofadas simultaneamente. Todo o processo é altamente automatizado com grande eficiência.

Inserção de componente através do furo, em contraste, é um processo sequencial. Os cabos devem ser orientados e inseridos nos orifícios correspondentes. Existem máquinas de inserção automatizadas, mas operam em velocidades mais lentas do que o pick-and-place SMT. Eles também estão limitados a componentes com espaçamento de chumbo consistente. Peças irregulares com furo passante geralmente exigem inserção manual por operadores usando ferramentas como pinças.

3. Diferentes métodos de soldagem

A soldagem SMD é feita usando fornos de refluxo que aquecem uniformemente toda a placa de circuito. A placa passa por zonas de temperatura controlada que colocam todos os eletrodos e terminais acima do ponto de fusão da solda simultaneamente. A pasta de solda entre as pastilhas e os terminais flui junto, depois esfria para solidificar as juntas. O processo paralelo é eficiente para produção de SMT de alto volume.

A soldagem através do furo é tradicionalmente feita por soldadura em onda ou soldagem manual. A soldagem por onda passa as placas sobre uma onda de solda fundida, permitindo que o líquido penetre em cada orifício banhado. A soldagem manual usa um ferro ou estação de solda para aquecer juntas individuais para inserção de chumbo e ação capilar. Ambos operam sequencialmente em cada conexão.

Vantagens do SMD

Smaller size – SMD components take up less space on the board.

Higher component density – More SMD components can be placed in the same footprint.

Reduced drilling – No holes need to be drilled for SMD part leads.

Automated assembly – SMDs can leverage faster pick-and-place and reflow soldering.

Performance – Eliminating lead wires improves electrical performance.

Vantagens do furo passante

Easier prototyping – Through hole parts are simpler for breadboarding and custom Montagem PCB.

Withstands vibration – Leaded through hole parts can better handle vibration forces and shocks.

Visual inspection – Through hole solder joints are easily inspected from both sides.

Easier rework – Removing and replacing through hole parts is straightforward.

Considerações ao escolher o tipo de componente

Production volume – SMD is preferred for high volume manufacturing.

Space requirements – SMD allows for smaller and more compact layouts.

Serviceability – Through hole may be required if components need replacement.

Environmental factors – Through hole withstands vibration, choque, e umidade melhor.

Avaliando compensações como tamanho, montagem, necessidades de inspeção, e condições operacionais ajudam a determinar o melhor tipo de componente para a aplicação.

Palavras finais

Embora as peças do furo passante possam parecer desatualizadas, eles continuam a cumprir funções vitais em placas de circuito impresso modernas. Esta tecnologia madura permanece útil graças à sua simplicidade e confiabilidade. Com as considerações corretas de design e montagem, peças com furo passante podem ser efetivamente combinadas com componentes SMT mais modernos. Entendendo os prós, contras, e as melhores práticas são fundamentais para aproveitar ao máximo a tecnologia de furo passante. Com este resumo dos princípios básicos dos componentes de furo passante, agora você tem uma melhor compreensão de como integrá-los em um projeto de placa de circuito impresso. Aplicar esse conhecimento pode levar a um uso mais bem-sucedido dessas peças testadas pelo tempo em seu próximo projeto.