Cosa sono i fori passanti su un PCB? | Fori per PCB

Nel processo di progettazione di un circuito stampato, il metodo di assemblaggio e la tecnologia dei componenti hanno un impatto significativo sul design. Se si utilizza il THT per assemblare i componenti a foro passante, anche la progettazione dei fori passanti è influenzata di conseguenza. Se si utilizza la tecnologia SMD, la progettazione della scheda è diversa.

Pertanto, quando si progetta un circuito stampato (PCB), è fondamentale comprendere i diversi tipi di fori e il loro ruolo nell'assemblaggio dei dispositivi elettronici. In questo articolo, analizzeremo il foro passante e le sue proprietà sul circuito stampato, confronteremo il foro cieco, spesso confuso con il foro passante, e confronteremo la tecnologia di montaggio superficiale corrispondente alla tecnologia del foro passante.

Cos'è un foro passante?

Un foro passante è un foro che attraversa l'intero PCB. È un elemento importante nella produzione di PCB tradizionali e di dispositivi di grandi dimensioni. Questi fori possono essere placcati (PTH, plated through hole) o non placcati (NPTH, non plated through hole) e, in alcuni casi, i fori passanti sono anche chiamati via.

I fori passanti sono comunemente utilizzati per installare e collegare componenti passanti con conduttori o pin, inclusi resistori, condensatori e connettori. I pin di questi componenti vengono inseriti nei fori passanti e saldati su entrambi i lati della scheda, creando una connessione elettrica robusta. Poiché il pin del componente attraversa l'intero PCB ed è fissato su entrambi i lati, la connessione è solitamente più robusta rispetto al componente a montaggio superficiale. Inoltre, il foro può gestire una corrente maggiore. Pertanto, il foro passante viene spesso utilizzato in componenti elettronici ad alta potenza e apparecchiature con elevati requisiti di resistenza meccanica.

Tipi di fori passanti

Nei PCB, esistono due tipi principali di fori passanti, ognuno con uno scopo diverso. I fori passanti dei PCB si dividono principalmente in fori passanti placcati e fori passanti non placcati.

Foro passante placcato, PTH

La parete interna del foro passante è rivestita in metallo per formare un materiale conduttivo. Questo permette alla corrente di fluire tra i diversi strati della scheda. Ad esempio, in un PCB multistrato, il segnale dello strato superiore può essere collegato allo strato inferiore attraverso il foro rivestito, che è la chiave per ottenere la conduzione tra gli strati. Questo tipo di foro non solo svolge la funzione di componenti fissi, ma ha anche la funzione di collegamento elettrico, rendendolo il tipo di foro passante più comunemente utilizzato nella progettazione di PCB.

Foro passante non placcato, NPTH

La parete interna di questo foro non ha rivestimento metallico e non è conduttiva, quindi non verrà utilizzata per connessioni elettriche. Di solito viene utilizzata per montare viti, perni di allineamento, bottoni a pressione o altri elementi strutturali. In parole povere, fornisce solo supporto strutturale e non partecipa alle funzioni del circuito.

Comprendere la differenza tra fori passanti placcati e fori passanti non placcati è molto importante. Ci aiuta a garantire che la posizione, lo scopo e la funzione dei fori siano impostati correttamente durante la progettazione e l'assemblaggio del circuito stampato, evitando così problemi di saldatura insufficiente o di funzionamento anomalo.

Componenti passanti: Assiale e radiale

Poiché i componenti a foro passante sono facili da assemblare e i loro giunti di collegamento sono più solidi, sono ampiamente utilizzati nell'assemblaggio dei circuiti stampati. In base alla configurazione dei terminali, possono essere suddivisi in componenti assiali e componenti radiali, che vengono rispettivamente applicati a scenari specifici.

Componenti assiali

I pin dei componenti assiali si trovano alle estremità del componente e si estendono lungo l'asse centrale per formare una disposizione lineare. I pin dei componenti assiali devono essere piegati ad angolo retto, inseriti nei fori della scheda e installati sulla scheda tramite saldatura. Questa soluzione è solitamente adatta a situazioni in cui lo spazio disponibile per le apparecchiature è limitato o è richiesto un layout compatto. Esistono molti componenti assiali comuni, come resistori, condensatori, diodi e così via.

Componenti radiali

A differenza dei componenti assiali, i componenti radiali hanno i perni sullo stesso lato e sono solitamente disposti in parallelo. I perni del componente radiale sono rivolti verso verso l'interno, verso la scheda, e il corpo del componente è perpendicolare alla scheda. Grazie al design a pin paralleli, i componenti radiali sono più adatti all'assemblaggio automatizzato. Questa configurazione è comune nei condensatori elettrolitici e in alcuni tipi di resistori.

Che cosa è la tecnologia Through-hole?

Cos'è esattamente la THT (tecnologia through-hole)? In parole povere, la tecnologia through-hole consiste nell'inserire i terminali dei componenti elettronici nei fori passanti della scheda PCB e poi saldarli. Questo processo è chiamato saldatura through-hole e viene solitamente eseguito con saldatura a onda o a mano.

Sebbene molti prodotti elettronici utilizzino ora una tecnologia di montaggio superficiale più compatta ed efficiente, la tecnologia through-hole è ancora ampiamente utilizzata in alcuni settori in cui l'affidabilità è particolarmente elevata, come l'industria aerospaziale, le apparecchiature militari, i sistemi di controllo industriale e così via. Questo perché la saldatura through-hole crea forti legami meccanici, rendendo le connessioni più durevoli e resistenti a urti e vibrazioni.

Fasi di assemblaggio dei fori passanti

L'assemblaggio passante, ovvero il processo di inserimento dei componenti nei fori passanti e di formazione dei collegamenti meccanici ed elettrici mediante saldatura, spesso prevede diversi passaggi.

Inserimento componenti: Inserire i perni della tttraverso-foro componenti attraverso i fori presenti nel circuito stampato.

Saldatura: Dopo l'inserimento dei componenti, i relativi pin verranno saldati alle piazzole di rame sul lato opposto del PCB. La saldatura a onda viene generalmente utilizzata per grandi lotti di assemblaggio a foro passante, mentre la saldatura manuale viene utilizzata per piccoli lotti.

Ispezione e test: Dopo la saldatura, i punti di saldatura dei componenti devono essere controllati per garantirne la qualità. I metodi di ispezione più comuni includono l'ispezione ottica automatizzata (AOI) e l'ispezione a raggi X, che vengono utilizzati per rilevare difetti di saldatura come giunti di saldatura freddi o saldatura insufficiente.

Pulizia: Infine, il circuito stampato verrà pulito per rimuovere i residui di flusso o eventuali contaminanti rimasti durante il processo di saldatura, garantendo la pulizia e l'affidabilità del prodotto.

Tecnologia a foro passante vs. tecnologia a montaggio superficiale

Oltre alla tecnologia di assemblaggio tramite foro passante, nell'assemblaggio dei circuiti stampati viene comunemente utilizzata anche la tecnologia di montaggio superficiale (SMT).

A differenza della tecnologia through-hole, i componenti a montaggio superficiale vengono montati direttamente sulla superficie del PCB senza fori. I componenti a montaggio superficiale in genere presentano pin o piazzole piatte che possono essere fissate direttamente alla superficie del PCB tramite saldatura.

Essendo due tecnologie di assemblaggio completamente diverse, la tecnologia a foro passante e la tecnologia a montaggio superficiale differiscono in termini di posizionamento dei componenti, processo di assemblaggio, costi e idoneità all'applicazione. Ecco un confronto dettagliato tra le tecnologie a foro passante e a montaggio superficiale:

Fori ciechi vs fori passanti

Durante la progettazione della scheda, oltre a considerare l'utilizzo di tecnologie through-hole o a montaggio superficiale, è fondamentale prestare attenzione anche ai diversi tipi di fori utilizzati nei PCB. Oltre ai fori passanti, sono comuni anche i fori ciechi.

Cos'è un buco cieco?

Un foro cieco è un foro che non estendersi completamente attraverso il PCB. A differenza fori passanti, fori ciechi vengono perforati solo fino a una certa profondità della scheda e può collegare lo strato elettrico interno senza influenzare la struttura dell'altro lato della scheda, che di solito viene utilizzato per il collegamento di PCB multistratos.

Ecco un confronto completo tra fori ciechi e fori passanti:

Servizio di assemblaggio PCB con fori passanti di PCBasic

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Perché PCBasic è il partner ideale per l'assemblaggio passante?

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PCBasic è completamente attrezzata sia per la produzione con tecnologia through-hole (THT) che per quella con tecnologia di montaggio superficiale (SMT), garantendo un'integrazione fluida di diversi processi di assemblaggio.

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I suoi ingegneri vantano una vasta esperienza pratica nella gestione di complessi layout di PCB through-hole, nel posizionamento di componenti e nella saldatura through-hole, garantendo risultati di alta qualità anche per le applicazioni più esigenti.

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PCBasic supporta inoltre la prototipazione rapida e cicli di produzione agili, aiutando i clienti a dare vita ai loro progetti in modo rapido ed efficiente senza compromettere la qualità.

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Ogni scheda è sottoposta a rigorosi processi di ispezione, tra cui controlli visivi, AOI (ispezione ottica automatizzata) e test funzionali per garantire prestazioni affidabili e costanti.

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Conclusione

Confronto tra i diversi tipi di fori nel PCBs, così come i diversi montaggio tecnologie, comprendendone ruoli e vantaggi is fondamentale per il successo della produzione di PCB.