Os componentes passantes são componentes eletrônicos com fios ou terminais que são inseridos em furos perfurados em um Placa PCB e soldados para fazer conexões mecânicas e elétricas. Nos primeiros dias, THT (tecnologia de furo passante) era a principal tecnologia de montagem de PCB, mas à medida que o nível de integração dos circuitos atuais continua a aumentar, os componentes se tornarão mais compactos e os engenheiros eletrônicos de hoje tendem a escolher menores SMT (tecnologia de montagem em superfície) Componentes. Mas é inegável que o THT ainda ocupa um lugar importante na indústria de PCBs devido às suas próprias vantagens. Neste artigo, apresentaremos os componentes through-hole sob vários aspectos e forneceremos algumas dicas sobre como escolher entre componentes SMD e through-hole. Continue lendo para saber mais!
Tipos de componentes de furo passante
Componentes de chumbo axial
Componentes com terminais axiais possuem terminais que se estendem de cada extremidade da peça paralelamente ao seu eixo. Exemplos comuns são:
- Resistores: Os resistores de furo passante oferecem resistência ao fluxo de corrente elétrica e possuem terminais em cada extremidade, o que os torna fáceis de inserir através de furos em uma PCB.
- Capacitores: Capacitores com terminais axiais armazenam e liberam energia elétrica. Eles também possuem terminais em cada extremidade para montagem em furo passante.
- Diodos: Diodos de ligação axial permitem que a corrente flua em uma direção e normalmente têm fios em ambas as extremidades.
Componentes radiais de chumbo
Peças com terminais radiais possuem terminais que se estendem perpendicularmente ao eixo do corpo do componente. E os componentes abaixo geralmente possuem terminais radiais:
- Transistores: Transistores com terminais radiais são usados para amplificação e comutação. Possuem terminais em um lado do componente para montagem em furo passante.
- CIs (Circuitos Integrados): Alguns CIs vêm em encapsulamentos com terminais radiais. Estes são menos comuns do que outros encapsulamentos de CIs, mas ainda são usados em aplicações específicas.
CIs DIP
Os circuitos integrados com encapsulamento duplo em linha (DIP) possuem pinos que se estendem de ambos os lados longos de um corpo plástico retangular. Os CIs DIP permitem soldagem por furo passante e protoboarding.
Pinos e conectores
- Pinos: pinos passantes podem ser usados para vários propósitos, como criar pontos de teste ou fornecer uma conexão entre PCBs ou componentes.
- Conectores: Conectores through-hole são usados para estabelecer conexões elétricas entre a placa de circuito impresso e dispositivos externos. Eles vêm em vários formatos, incluindo conectores D-sub, conectores de pinos e muito mais.
Outros componentes diversos para furo passante incluem fusíveis, indutores de ferrite, transformadores, potenciômetros e relés. Condutores geométricos exclusivos permitem soldagem por furo passante.
Leia nosso outro blog para todos os tipos de componentes de PCB: https://www.mokotechnology.com/circuit-board-components/
Como soldar componentes através de furos?
- Prepare sua área de trabalho
Para se preparar para a soldagem, primeiro limpe as peças que você irá unir. Use álcool isopropílico para remover qualquer sujeira ou poeira dos fios e da placa de circuito. Deixe tudo secar ao ar livre ou limpe suavemente com um pano sem fiapos. Essa limpeza rápida ajuda a solda a aderir melhor, permitindo conexões sólidas e duradouras.
- Limpe a ponta do ferro de solda
Certifique-se de limpar a ponta do ferro antes de soldar. Aqueça-o e limpe-o cuidadosamente com uma esponja umedecida em água. Isso remove qualquer oxidação ou resíduo, permitindo que o ferro transfira calor com eficiência para soldas limpas.
- Insira o componente
Insira os fios do componente through-hole nos furos apropriados no PCB.
- Dobre os fios (se necessário)
Se o componente tiver fios longos, você pode dobrá-los ligeiramente para fora, no lado oposto da placa, para segurar o componente no lugar durante a soldagem.
- Aqueça a junta
Posicione a ponta do ferro de solda de forma que ela toque o terminal do componente e a placa de circuito simultaneamente. Certifique-se de que a ponta entre em contato com o terminal e o Placa de circuito impresso.
- Aplicar solda
Assim que a junta estiver aquecida (normalmente em 2 a 3 segundos), encoste o fio de solda na junta. A solda deve fluir suavemente ao redor da junta e cobrir tanto o fio quanto a almofada. Não aplique solda em excesso; uma pequena quantidade geralmente é suficiente.
- Remova a solda e o ferro
Assim que a solda fluir, puxe primeiro o fio e, em seguida, o ferro de solda. Mantenha a junta imóvel por alguns segundos enquanto a solda endurece e endurece. Esse tempo de resfriamento é crucial para criar uma conexão forte e duradoura entre as peças. Não mova o componente ou a placa até que a solda endureça para evitar a formação de "juntas frias".
- Inspecione a junta
Inspecione visualmente a junta de solda para garantir que esteja brilhante, lisa e uniformemente distribuída. Uma junta soldada corretamente deve ter uma aparência côncava e ligeiramente elevada.
- Corte o excesso de fios
Se necessário, use um alicate de corte para aparar os fios excedentes dos componentes rente à placa de circuito impresso. Ao aparar os fios excedentes, deixe um pouco de espaço entre o corte e a junta de solda. Aproximar-se demais pode danificar a conexão recém-feita.
- Repita o Processo
Repita os passos 3 a 9 para cada componente through-hole no seu PCB.
- Limpe o PCB (opcional)
Após a conclusão da soldagem, considere limpar a placa. Use álcool isopropílico e uma pequena escova ou cotonete para remover delicadamente qualquer resíduo de fluxo. Isso remove os resíduos e deixa as juntas de solda e a placa de circuito limpas.
- Teste o circuito
Antes de fechar o dispositivo ou ligá-lo, verifique novamente as juntas de solda e certifique-se de que não haja pontes de solda ou curtos-circuitos.
Dicas para manusear componentes through-hole em seu projeto de PCB
Aqui estão algumas dicas para incorporar efetivamente peças com furos passantes no seu próximo layout de placa:
- Avalie onde componentes com furo passante fazem sentido – Considere fatores como custo, tempo de montagem, necessidades de substituição e resistência à vibração. O furo passante pode ser preferível para conectores, dispositivos de energia ou componentes críticos.
- Acerte o tamanho do furo – Siga as especificações do fabricante para o diâmetro da broca. Se for muito pequeno, aumenta a resistência, e se for muito grande, pode afetar a qualidade da solda. Lembre-se de que as almofadas são maiores que os furos.
- Cuidado com o espaçamento – Deixe um espaçamento adequado entre furos e trilhas para roteamento. Componentes como CIs DIP exigem densidades de furos maiores. Consulte as folhas de dados.
- Domine o mercado em estabilidade – Coloque peças com furos passantes perto dos cantos e bordas das tábuas sempre que possível. Isso proporciona mais estabilidade mecânica.
- Simplifique a soldagem – Projete as placas de forma que os terminais dos furos passantes sejam acessíveis apenas por um lado. Isso evita "sombra" durante a soldagem.
- Planeje a fixação – Considere adicionar suportes para placas, suportes ou outros pontos de fixação se as peças do furo passante forem grandes ou pesadas.
- Proteja o revestimento dos furos – Especifique o revestimento com furos passantes ou com revestimento de borda. Evite expor o material laminado sem tratamento para evitar oxidação.
Componentes SMD vs. Through Hole
Diferença entre componentes SMD e Through Hole
Os componentes SMD (dispositivos de montagem em superfície) possuem terminais que se conectam diretamente à superfície das placas de circuito impresso (PCBs), em vez de furos passantes. Embora os componentes com furos sejam diferentes de:
- Embalagem diferente
Nas peças SMT, os fios são soldados diretamente a pads metálicos na superfície da placa. Não são necessários furos, eliminando a necessidade de perfuração. Os pads são definidos no layout da placa de circuito impresso para corresponder à configuração dos fios do componente. Os pads SMT são normalmente criados usando processos de galvanoplastia ou galvanoplastia. As peças com furo passante exigem furos perfurados mecanicamente em toda a pilha de camadas da placa. Os fios são inseridos nos furos e soldados. Os furos passantes revestidos (PTHs) conectam os pads em ambos os lados através das paredes dos furos. Os PTHs permitem o acesso para soldar e inspecionar as juntas de ambos os lados.
- Diferentes métodos de montagem
A montagem SMT utiliza máquinas de coleta e posicionamento de alta velocidade para posicionar componentes com precisão em bases. As peças são manipuladas por pequenos bicos de vácuo e rapidamente preenchidas na superfície da placa de circuito impresso. Soldadura por refluxo e solda todas as almofadas simultaneamente. Todo o processo é altamente automatizado e com grande eficiência.
A inserção de componentes através de furos passantes, por outro lado, é um processo sequencial. Os terminais devem ser orientados e inseridos nos furos correspondentes. Existem máquinas de inserção automatizadas, mas operam em velocidades mais lentas do que o sistema SMT pick-and-place. Elas também são limitadas a componentes com espaçamento de terminais consistente. Peças com furos passantes irregulares geralmente exigem inserção manual por operadores que utilizam ferramentas como pinças.
- Diferentes métodos de soldagem
A soldagem SMD é realizada em fornos de refluxo que aquecem uniformemente toda a placa de circuito. A placa passa por zonas com temperatura controlada que elevam todas as almofadas e fios acima do ponto de fusão da solda simultaneamente. A pasta de solda entre as almofadas e fios flui em conjunto e, em seguida, esfria para solidificar as juntas. O processo paralelo é eficiente para a produção SMT em larga escala.
A soldagem por furo passante é tradicionalmente feita por soldadura em onda ou soldagem manual. A soldagem por onda passa as placas sobre uma onda de solda derretida, permitindo que o líquido penetre em cada furo de revestimento. A soldagem manual utiliza um ferro de solda ou estação de solda para aquecer juntas individuais para inserção de fios e capilaridade. Ambas operam sequencialmente em cada conexão.
Vantagens do SMD
Tamanho menor – os componentes SMD ocupam menos espaço na placa.
Maior densidade de componentes – Mais componentes SMD podem ser colocados no mesmo espaço.
Perfuração reduzida – Não é necessário fazer furos para os terminais das peças SMD.
Montagem automatizada – SMDs podem aproveitar soldagem de pick-and-place e refluxo mais rápidas.
Desempenho – A eliminação de fios condutores melhora o desempenho elétrico.
Vantagens do furo passante
Prototipagem mais fácil – As peças com furo passante são mais simples para prototipagem e personalização Montagem PCB.
Suporta vibração – Peças com furos passantes com chumbo podem lidar melhor com forças de vibração e choques.
Inspeção visual – As juntas de solda com furo passante são facilmente inspecionadas de ambos os lados.
Retrabalho mais fácil – A remoção e substituição de peças de furos passantes é simples.
Considerações ao escolher o tipo de componente
Volume de produção – SMD é preferível para fabricação em alto volume.
Requisitos de espaço – SMD permite layouts menores e mais compactos.
Facilidade de manutenção – Pode ser necessário um furo passante se os componentes precisarem ser substituídos.
Fatores ambientais – O furo passante resiste melhor à vibração, ao choque e à umidade.
Avaliar compensações como tamanho, montagem, necessidades de inspeção e condições operacionais ajuda a determinar o melhor tipo de componente para a aplicação.
Palavras de encerramento
Embora as peças through-hole possam parecer obsoletas, elas continuam a desempenhar funções vitais nas placas de circuito impresso modernas. Essa tecnologia madura permanece útil graças à sua simplicidade e confiabilidade. Com as considerações corretas de projeto e montagem, as peças through-hole podem ser combinadas de forma eficaz com componentes SMT mais modernos. Entender os prós, os contras e as melhores práticas é fundamental para aproveitar ao máximo a tecnologia through-hole. Com este resumo dos princípios básicos dos componentes through-hole, você agora tem uma melhor compreensão de como integrá-los em um projeto de placa de circuito impresso. Aplicar esse conhecimento pode levar ao uso mais bem-sucedido dessas peças testadas pelo tempo em seu próximo projeto.
