Scegliere il nuovo assemblaggio SMT può essere arduo. Gli ingegneri devono analizzare i meriti di centinaia di varietà e parti, se in magazzino, come appare la fornitura futura e il costo di sostituzione delle parti. Mentre tutti questi sono aspetti vitali per scegliere un tipo di PCB, c’è una domanda molto più fondamentale che dovremmo porci – se scegliere la tecnologia a montaggio superficiale o attraverso un foro?
In questo articolo, scopriremo l’applicabilità di entrambe le tecnologie.
(Tecnologia SMT nella linea di produzione in fabbrica)
1. Breve introduzione della tecnologia dei fori passanti
I fori passanti sono considerati da molti uno dei design più vecchi, mentre il montaggio superficiale è piuttosto nuovo. E in una certa misura, è innegabilmente vero, ma se pensiamo alle applicazioni pratiche, la tecnologia a foro passante è ancora significativamente migliore in scenari specifici. Negli anni ’50, i circuiti stampati venivano forniti con tracce scritte solo su un lato.
Quando si inseriscono i conduttori di un componente nella scheda, si aumentano i fori praticati. Pertanto, il lato dell’elettrodo negativo ha un elemento saldato al rame della scheda. Le fasi successive videro l’introduzione di piste su entrambi i lati delle schede e di piste dello strato interno del circuito stampato. Si è passati alla tecnologia dei fori passanti placcati, rendendo possibile attaccare i componenti allo strato interno del circuito, migliorando il concetto di assemblaggio PCBA a fori passanti.
(Didascalia: Componenti radio su PCB usando la tecnologia a foro passante ）.
2. Una breve introduzione alla tecnologia a montaggio superficiale
La tecnologia di montaggio superficiale è diventata nota negli anni ’60, e l’applicabilità è aumentata lentamente negli anni ’80. Questa tecnologia era conosciuta all’inizio come montaggio planare. La tecnica di montaggio superficiale coinvolgeva i pacchetti SMD o surface mound. I componenti in questa scheda hanno piombo intorno o sotto.
Ciò che separa il montaggio superficiale dalla tecnologia through-hole è che non c’è bisogno di forare il circuito per collegare le piste e i componenti. Stabilire relazioni attraverso i piombi. I componenti sono in contatto diretto con i PAD del circuito e aggiungono pasta saldante ai PAD con l’aiuto di stencil solder. C’è anche una macchina pick and place responsabile del posizionamento dei componenti sulla pasta saldante impostata inizialmente sopra il PAD. Dopo aver impostato questi componenti, devono essere messi in un forno a riflusso o introdotti in una fase di vapore per essere saldati in modo permanente nell’assemblaggio PCB a montaggio superficiale.
(Didascalia: Microchip con tecnologia PCB a montaggio superficiale）.
3. Differenze tra gli spazi
Nel caso della tecnologia a montaggio superficiale, il PCB può montare più componenti grazie a due fattori. In primo luogo, gli elementi dell’SMT sono essi stessi più piccoli, e poi possono essere collocati anche su entrambi i lati della scheda. Il problema dello spazio prominente nel foro passante è superato nella tecnologia a montaggio superficiale, così lo spazio può diventare più piccolo, più leggero, più veloce e più potente.
(Circuito stampato con SMD e IC a bordo)
4. Maggior numero di pin nell’assemblaggio SMT rispetto alla tecnologia a foro passante
SMT batte THM in questo senso perché può contenere un numero di pin molto più alto. Il numero di pin su una scheda di componenti è semplicemente il numero di cavi del componente, che è il numero totale di cavi del componente che un circuito stampato può contenere.
I fili dei componenti a foro passante sono diventati sostituibili con l’invenzione di parti più piccole chiamate vias. Esse permettono la conduzione tra i vari livelli del PCB e, così facendo, eliminano la necessità dei conduttori a foro passante. D’altra parte, i componenti a montaggio superficiale sono molto più performanti, hanno punti più corti, e i pin sono molto più interconnessi, il che porta a una migliore velocità.
(Belle linee di pin sui circuiti stampati)
5. I componenti SMT sono di solito più economici dei componenti a foro passante
Il metodo a foro passante richiede la realizzazione di fori nel lato vuoto della scheda. È un compito che richiede molto tempo e costa una somma considerevole. Il THM rende anche limitata l’area di routing in qualsiasi scheda che abbia più strati. È solo perché i fori devono passare attraverso tutti questi strati. Quando guardiamo il PCBA a foro passante, il lato dell’assemblaggio ha un costo inferiore per il posizionamento dei componenti rispetto al montaggio superficiale.
D’altra parte, l’assemblaggio a montaggio superficiale ha una pluralità di terminali saldati al corpo tubolare. Rispetto ai vias di chip piatti utilizzati, il costo di questi componenti è molto più economico.
(Piccoli componenti sul PCB)
6. La tecnologia di montaggio superficiale è più utile per l’automazione dell’assemblaggio
SMT può essere prodotto in alto volume a costi molto più bassi perché l’SMT ha la possibilità di automazione dell’assemblaggio. Si traduce anche in costi più bassi durante la produzione.
L’assemblaggio automatizzato può far risparmiare ancora di più il tempo di assemblaggio dei PCB. Molti fornitori di PCB hanno attualmente macchine di produzione con tecnologia a montaggio superficiale. Può essere assemblato accuratamente e rapidamente.
Da questo punto di vista, è più veloce e più avanzata della tecnologia a foro passante. Se state cercando la velocità di assemblaggio e avete bisogno di produrre PCB in grandi quantità, potete scegliere la tecnologia a montaggio superficiale. Chiedete al vostro fornitore di PCB se possono fornirvela.
(Macchine della linea di produzione SMT）)
7. La tecnologia a foro passante presta più attenzione alle prestazioni
Il modo in cui i componenti a foro passante sono saldati li rende durevoli in scenari di calore e shock elevati. Gli elementi a foro passante hanno lunghe guide, e queste possono essere inserite attraverso i fori, per poi essere fissate ai pad di rame sottostanti. È un processo sicuro che è molto più affidabile dello stile di montaggio in SMT. Inoltre, i fori passanti possono sopportare condizioni di stress più elevate.
I componenti a foro passante sono anche più significativi, e mentre questo rende lo spazio un problema, aiuta nelle applicazioni ad alta potenza. Le parti possono anche essere facilmente rimosse e sostituite in situazioni urgenti, il che non è giusto in SMT PCBA.
Quindi, dal punto di vista delle prestazioni, THM ha molti vantaggi rispetto a SMT.
(Componenti di chip elettronici su circuito stampato verde)
8. La differenza di costo tecnico tra il foro passante e il montaggio superficiale
Innegabilmente, il problema del THM è il costo della foratura, che lo rende più costoso e richiede più tempo dell’SMT. I componenti devono anche essere saldati a mano sulla scheda.
Poiché l’SMT PCBA offre un volume molto più alto e la saldatura può essere automatizzata, sono più economici.
9. Come scegliere la tecnologia PCBA
10. Vantaggi e svantaggi dei fori passanti e dell’assemblaggio SMT
Foro passante:
Vantaggio:
I cavi devono essere inseriti attraverso i fori di foratura. Rende il componente più robusto. Possono gestire un sacco di stress dall’ambiente, dalla meccanica, dal calore e dalla pressione.
I PCB di THM sono anche adatti a collisioni o accelerazioni estreme, quindi è ideale per applicazioni avanzate come attrezzature militari o aeree o trasformatori.
Il THM può essere facilmente sostituito, quindi il prototipo è principalmente per applicazioni di test.
Svantaggi:
Le maggiori dimensioni dei componenti e la disponibilità su un solo lato rendono il costo di produzione più elevato.
I componenti di THM sono anche posizionati e saldati manualmente, lasciando poco spazio all’automazione come SMT, quindi è costoso.
Le schede con componenti THM devono anche essere forate, quindi non ci sono minuscoli PCB a basso costo se si usa la tecnologia THM.
（Trough-hole） (foro passante)
SMT Assembly – Tecnologia a montaggio superficiale:
Vantaggio:
SMT ha il minor numero di componenti, e possiamo posizionarli rapidamente. I componenti possono essere montati su entrambi i lati per la saldatura automatica. Tutto questo lo rende molto più economico.
I PCB piccoli e leggeri usano prevalentemente la SMT perché sono molto più piccoli delle schede THM e pesano meno. Componenti sono impacchettati stretti sulla scheda, quindi con molte elettroniche che si concentrano sulla riduzione delle dimensioni, questo è un netto vantaggio.
I componenti SMT sono più piccoli e possono essere posizionati molto più velocemente durante l’assemblaggio, quindi il costo di produzione complessivo è basso.
（Tecnologia a montaggio superficiale）
Svantaggi:
SMT non è senza sfide nonostante i molti vantaggi che offre. Possiamo posizionare rapidamente i componenti, e il tutto può essere automatizzato – ma l’avvertimento è che le macchine che possono farlo costano molto. Questo può effettivamente portare le aziende a spingere le schede a basso volume a prezzi più alti, proprio a causa di quanto sia significativo l’investimento di capitale.
È richiesta molta precisione nella tecnologia di montaggio superficiale a causa delle vias sepolte dei componenti e delle dimensioni.
La progettazione implica anche molta abilità perché qualsiasi violazione nelle linee guida di layout del pad potrebbe risultare in un tombstoning. Ciò significa che il prodotto può essere ridotto in gran parte.
Riassunto:
Ci sono alcuni vantaggi e svantaggi sia per SMT che per THM. L’applicabilità e la domanda primaria di SMT derivano dal fatto che molti dispositivi elettronici stanno spingendo per una dimensione più piccola, che SMT può fornire. È il motivo per cui il 90% di tutti i circuiti stampati prodotti oggi sono SMT.
Tuttavia, non si può negare la resilienza del THM in applicazioni specifiche. L’alta resistenza allo stress, termica e ambientale lo rende ideale per l’aerodinamica e le applicazioni militari.
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