El ensamblaje de placas de circuito impreso (PCBA) permite una unión estrecha entre las PCB desnudas y los componentes electrónicos, de modo que las funciones eléctricas correspondientes se implementen por completo y, finalmente, desempeñen su propio papel en el rendimiento fiable de los productos electrónicos en los que funcionará.
Hasta ahora,en la fabricación de productos electrónicos predominan dos tipos de ensamblaje: la tecnología de montaje through-hole (THT) ytecnología de montaje superficial (SMT)Se han aplicado ampliamente en el proceso de PCBA con sus propias ventajas o campos especializados. La elección entre SMT o THT desempeña un papel esencial en la eficiencia de fabricación y el costo, y su uso está directamente asociado con los encapsulados de componentes de PCB, por lo que es de gran importancia conocer su comparación y sus condiciones de aplicación.
Montaje de orificio pasante
• Definición de ensamblaje de orificio pasante
El ensamblaje de orificios pasantes se refiere al proceso en el que los componentes de orificio pasante se sueldan sobre la placa desnuda mediante soldadura por ola o soldadura manual, con las patillas de los componentes pasando a través de los orificios perforados de las placas PCB.
• Aplicación del montaje de orificio pasante
Los componentes de orificio pasante (THCs) son adecuados para productos de alta fiabilidad que requieren una unión más fuerte entre las capas, porque pueden soportar un mayor estrés ambiental gracias a que sus terminales atraviesan los orificios de la placa. Esta es la razón principal por la que la tecnología THT se ha aplicado ampliamente en productos militares y aeroespaciales que pueden estar sometidos a aceleraciones extremas, colisiones o altas temperaturas. Además, la tecnología de orificio pasante también se adopta en pruebas y prototipos que a veces requieren ajustes y sustituciones manuales.
• Componentes de orificio pasante
Los componentes de orificio pasante se presentan en dos tipos: componentes de terminal axial y componentes de terminal radial. Los componentes de terminal axial contienen una línea recta que los atraviesa, cuyos terminales pasan a través de los componentes. Durante el proceso de THA, los dos extremos del terminal pasan por los orificios perforados en la placa de circuito para que los componentes queden más cercanos y planos a la placa. La siguiente imagen muestra componentes típicos de terminal axial.
Sin embargo, los componentes de terminal radial contienen un terminal que sobresale del cuerpo del componente. La siguiente imagen muestra componentes típicos de terminal radial.
Basándose en las imágenes anteriores, es fácil darse cuenta de la diferencia entre los componentes de terminal axial y los componentes de terminal radial. Los primeros indican una distancia flexible entre dos terminales, mientras que los segundos indican una distancia fija. Además, los componentes de terminal radial quedarán en posición vertical sobre la placa, lo que conlleva una menor ocupación de espacio en la placa en comparación con los componentes de terminal axial.
• Ventajas y desventajas del montaje through-hole
El montaje de orificios pasantes indica una unión mecánica más fuerte y es aplicable a productos que están expuestos a esfuerzos mecánicos. Además, el ensamblaje de orificios pasantes es fácil de ajustar y reemplazar manualmente y es ampliamente aceptado para pruebas y prototipos.
Porque los terminales de los componentes de montaje through-hole atraviesan orificios en la placa que requieren mucho tiempo y aumentan el costo. El montaje through-hole también limita el espacio de ruteo de las PCB multicapa, ya que los orificios perforados deben atravesar todas las capas de la placa.
Cuando se trata de la soldadura de montaje de orificios pasantes, se recurre a la soldadura por ola o a la soldadura manual, por lo que tanto la fiabilidad como la repetibilidad se verán comprometidas y la eficiencia de fabricación también se reducirá.
Ensamblaje de montaje superficial
• Definición de ensamblaje de montaje en superficie
El ensamblaje de montaje en superficie se refiere al proceso de montaje en el que los componentes de montaje en superficie o dispositivos de montaje en superficie (SMD) se montan en la placa desnuda mediante pasta de soldadura, que actúa como un adhesivo para fijar los componentes de montaje en superficie a la placa. El proceso general de ensamblaje de montaje en superficie incluye la impresión de pasta de soldadura, el montaje de componentes,inspección óptica automatizada (AOI)soldadura por refusión, AOI o AXI, etc.
• Aplicación del montaje en superficie
Desarrollada ya en la década de 1960, la tecnología de montaje en superficie ha sido popular desde la década de 1980. Hasta ahora, se puede concluir que la mayoría de los productos electrónicos se ensamblan mediante la aplicación de SMT. Los componentes compatibles con SMT son de menor tamaño y pueden montarse en ambos lados de una placa, por lo que el ensamblaje de montaje en superficie ofrece un mejor rendimiento en productos miniaturizados y de alta densidad. Además, el bajo peso y la miniaturización son dos tendencias principales de los futuros productos electrónicos. Por lo tanto, la SMT será cada vez más aceptada por la industria.
• SMDs
Los dispositivos de montaje en superficie abarcan clasificaciones tan amplias que es casi imposible enumerarlos uno por uno. Sin embargo, no es difícil resumir sus características, lo que te dará una mejor comprensión del ensamblaje de montaje en superficie:
a.Plazos más cortosA diferencia de los componentes de orificio pasante con terminales, los componentes o dispositivos de montaje en superficie tienen terminales más cortos, lo que proporciona una conexión eléctrica más sólida.
b.Tamaños más pequeñosLos SMD son mucho más pequeños que los componentes de orificio pasante y algunos de ellos son incluso demasiado pequeños para ser vistos a simple vista, como el encapsulado 01005. Los tamaños más pequeños de los SMD permiten un mayor ahorro de espacio en la placa desnuda.
c.Mayor fiabilidadLos SMD dependen de las esferas de soldadura situadas debajo para lograr una mejor capacidad de unión, y la soldadura por refusión hace que queden firmemente soldados en la placa, mejorando drásticamente la fiabilidad y la repetibilidad.
• Ventajas y desventajas del montaje en superficie
La tecnología SMT es más adecuada para tamaños de PCB más pequeños, componentes de mayor densidad y un mayor aprovechamiento de la superficie de la placa. Debido a que no requiere orificios perforados, SMT ofrece un menor costo y un tiempo de fabricación más corto. En el proceso de PCBA, la velocidad de montaje SMT puede alcanzar miles o incluso decenas de miles de componentes por hora, mientras que el montaje de orificio pasante logra menos de mil componentes. Además, las uniones de soldadura mediante horno de refusión presentan mayor fiabilidad y repetibilidad, y se ha demostrado que SMT funciona de manera más sólida cuando se producen vibraciones.
Sin embargo, una vez que los componentes susceptibles al esfuerzo mecánico se ensamblan mediante SMT, su fiabilidad puede reducirse.
Comparación general entre el ensamblaje de orificio pasante y el ensamblaje de montaje en superficie
De acuerdo con la introducción mencionada anteriormente, se puede concluir que el ensamblaje de montaje en superficie funciona de manera más eficiente y más rentable que el ensamblaje de orificio pasante. La electrónica moderna ha sido testigo de la aplicación de la tecnología SMT en la mayoría de los productos electrónicos. Sin embargo, cuando se consideran en primer lugar requisitos especiales de rendimiento mecánico, eléctrico y térmico, el montaje de orificio pasante sigue siendo importante.
Aunque la ciencia y la tecnología han estado progresando de manera constante en todo momento y los productos más nuevos definitivamente reemplazarán a los antiguos, eso no significa que las tecnologías tradicionales tengan que ser totalmente eliminadas. Por ejemplo, las PCB multicapa son más avanzadas y complejas que las PCB de una sola capa, pero ¿te gustaría utilizar PCB multicapa en un reloj o en un juguete sencillo? La respuesta será definitivamente NO. Las ventajas de algunas viejas escuelas aún pueden ser la razón principal para que sigan desempeñando un papel en el futuro.
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