Tecnología de orificios pasantes

En electrónica , la tecnología de orificio pasante (también escrita " thru-hole ") es un esquema de fabricación en el que los cables de los componentes se insertan a través de orificios perforados en placas de circuito impreso (PCB) y se sueldan a almohadillas en el lado opuesto, ya sea mediante ensamblaje manual (colocación a mano) o mediante el uso de máquinas de montaje de inserción automatizadas . ^{[1] [2]}

La tecnología de orificios pasantes reemplazó casi por completo las técnicas de ensamblaje de componentes electrónicos anteriores, como la construcción punto a punto . Desde la segunda generación de computadoras en la década de 1950 hasta que la tecnología de montaje superficial (SMT) se hizo popular a mediados de la década de 1980, cada componente en una PCB típica era un componente de orificios pasantes. Las PCB inicialmente tenían pistas impresas en un solo lado, luego en ambos lados y luego se utilizaron placas multicapa. Los orificios pasantes se convirtieron en orificios pasantes chapados (PTH) para que los componentes hicieran contacto con las capas conductoras requeridas. Los orificios pasantes chapados ya no son necesarios con las placas SMT para hacer las conexiones de los componentes, pero aún se usan para hacer interconexiones entre las capas y en esta función se los llama más comúnmente vías . ^[2]

Los componentes con cables conductores se utilizan generalmente en placas con orificios pasantes. Los cables conductores axiales sobresalen de cada extremo de un componente típicamente cilíndrico o alargado en forma de caja, en el eje geométrico de simetría . Los componentes con cables conductores axiales se parecen a los puentes de cables en forma, y ​​se pueden utilizar para cubrir distancias cortas en una placa, o incluso sin soporte a través de un espacio abierto en un cableado punto a punto . Los componentes axiales no sobresalen mucho de la superficie de una placa, lo que produce una configuración de perfil bajo o plana cuando se colocan "tumbados" o paralelos a la placa. ^{[3] [4] [5]}

Los cables radiales se proyectan más o menos en paralelo desde la misma superficie o aspecto de un paquete de componentes, en lugar de desde extremos opuestos del paquete. Originalmente, los cables radiales se definían como más o menos siguiendo un radio de un componente cilíndrico (como un condensador de disco cerámico ). ^[5] Con el tiempo, esta definición se generalizó en contraste con los cables axiales y tomó su forma actual. Cuando se colocan en una placa, los componentes radiales "se colocan" perpendicularmente, ^{[3] [4]} ocupando un espacio más pequeño en el "espacio real de la placa" a veces escaso, lo que los hace útiles en muchos diseños de alta densidad. Los cables paralelos que se proyectan desde una única superficie de montaje le dan a los componentes radiales una "naturaleza de complemento" general, lo que facilita su uso en máquinas de inserción de componentes automatizadas de alta velocidad ("relleno de placa").

Cuando es necesario, un componente axial se puede convertir de manera efectiva en un componente radial, doblando uno de sus cables en forma de "U" de modo que termine cerca y paralelo al otro cable. ^[4] Se puede usar un aislamiento adicional con tubos termorretráctiles para evitar cortocircuitos en los componentes cercanos. Por el contrario, un componente radial se puede poner en servicio como un componente axial separando sus cables lo más posible y extendiéndolos en una forma que abarque toda la longitud. Estas improvisaciones se ven a menudo en la construcción de placas de pruebas o prototipos , pero están en desuso para los diseños de producción en masa . Esto se debe a las dificultades de uso con maquinaria de colocación de componentes automatizada y a una menor confiabilidad debido a la reducción de la resistencia a las vibraciones y a los golpes mecánicos en el conjunto completo.

Para los componentes electrónicos con dos o más conductores, por ejemplo, diodos, transistores, circuitos integrados o paquetes de resistencias, se utiliza una gama de paquetes de semiconductores de tamaño estándar, ya sea directamente en la PCB o a través de un zócalo.

Si bien el montaje con orificios pasantes proporciona uniones mecánicas más fuertes en comparación con las técnicas de montaje superficial, la perforación adicional necesaria hace que las placas sean más caras de producir. También limitan el área de enrutamiento disponible para las trazas de señal en las capas inmediatamente debajo de la capa superior en placas multicapa, ya que los orificios deben atravesar todas las capas hasta el lado opuesto. Con ese fin, las técnicas de montaje con orificios pasantes ahora suelen reservarse para componentes más voluminosos o pesados, como condensadores electrolíticos o semiconductores en paquetes más grandes, como el TO-220 , que requieren una resistencia de montaje adicional, o para componentes como conectores enchufables o relés electromecánicos que requieren una gran resistencia en el soporte. ^[4]

Los ingenieros de diseño suelen preferir los orificios pasantes más grandes en lugar de las piezas de montaje superficial cuando crean prototipos, porque se pueden usar fácilmente con zócalos de placa de pruebas . Sin embargo, los diseños de alta velocidad o alta frecuencia pueden requerir tecnología SMT para minimizar la inductancia y la capacitancia parásitas en los cables, lo que afectaría el funcionamiento del circuito. Los diseños ultracompactos también pueden dictar la construcción SMT, incluso en la fase de prototipo del diseño.

Los componentes de orificio pasante son ideales para crear prototipos de circuitos con placas de pruebas que utilizan microprocesadores como Arduino o PICAXE . Estos componentes son lo suficientemente grandes como para que sea fácil utilizarlos y soldarlos a mano.

• Construcción punto a punto
• Conector de placa a placa
• Tecnología de montaje superficial
• Vía (electrónica)

• Lesser, Roger; Alderton, Megan (1 de enero de 2002). "El futuro de la aviación comercial". Revista de diseño y desarrollo móvil . Consultado el 30 de diciembre de 2011 .
• "Célula de producción flexible para matrices de led. (Enfoque: pantallas electrónicas)" . Canadian Electronics. 2003-03-01 . Consultado el 2011-12-30 .
• Khan, Zulki (1 de febrero de 2010). "Disposición de componentes en procesos de colocación". Diseño y fabricación de circuitos impresos . Consultado el 30 de diciembre de 2011 .
• Charpentier, Stephane (10 de marzo de 2010). «Fabricación: visita a una línea de producción de módulos de memoria de Kingston». PC World (Francia) (en francés). Archivado desde el original el 26 de abril de 2012. Consultado el 30 de diciembre de 2011 .

• Tamaños de orificios para piezas con orificios pasantes en Wikilibros