5 de julio de 2024

¿Qué es la tecnología Through-Hole (THT) en PCB?

Las placas de circuito impreso (PCB) son la columna vertebral de la electrónica moderna. Proporcionan una plataforma para conectar componentes electrónicos y crear circuitos funcionales. Existen dos métodos principales para ensamblar componentes en PCB: tecnología de orificio pasante (THT) y tecnología de montaje en superficie (SMT).

A pesar de la prevalencia de la SMT, la THT sigue siendo vital en muchas áreas. THT se utiliza a menudo en productos que necesitan alta confiabilidad y resistencia mecánica. Por ejemplo, la electrónica aeroespacial y militar confía en THT por sus sólidas conexiones.

THT ofrece una ventaja significativa en industrias donde el mantenimiento y la reparación son estándar. Los componentes se pueden reemplazar o modificar fácilmente, lo que garantiza funcionalidad y confiabilidad a largo plazo.

En resumen, la tecnología Through-Hole no es sólo una reliquia del pasado. Desempeña un papel fundamental en la electrónica moderna, ya que ofrece confiabilidad, durabilidad y simplicidad que SMT no siempre puede ofrecer.

PCB con componentes de orificio pasante y chips de montaje en superficie

¿Qué es la tecnología Through-Hole (THT)?

La tecnología de orificio pasante (THT) es un método para montar componentes electrónicos en una placa de circuito impreso (PCB). Los componentes de THT tienen cables o clavijas que pasan a través de orificios perforados en la PCB. 

Estos cables están soldados a las almohadillas del lado opuesto, creando una conexión mecánica y eléctrica segura. Los componentes THT son conocidos por su confiabilidad y durabilidad, lo que los hace ideales para diversas aplicaciones.

Para obtener más información sobre los conceptos básicos del ensamblaje de PCB, visite Cosas básicas que debe saber sobre el proceso de ensamblaje de PCB.

Contexto histórico y desarrollo de THT

THT ha sido una piedra angular del ensamblaje electrónico desde mediados del siglo XX. Antes de su desarrollo, los circuitos solían cablearse a mano, lo que requería mucha mano de obra y era propenso a errores. THT revolucionó la industria al permitir conexiones más consistentes y confiables.

Al principio, THT era el método principal para montar componentes. Permitió la producción en masa de dispositivos electrónicos, reduciendo significativamente los costos y mejorando el rendimiento. 

A lo largo de los años, los componentes THT han evolucionado, con mejoras en los materiales y técnicas de fabricación que mejoran su confiabilidad y facilidad de uso.

A pesar de la llegada de tecnologías más nuevas, la THT sigue siendo esencial en diversas aplicaciones. Su desarrollo allanó el camino para la electrónica moderna y sentó las bases para nuevos métodos.

Comparación con la tecnología de montaje en superficie (SMT)

Mientras que THT implica insertar cables a través de orificios en la PCB, la tecnología de montaje en superficie (SMT) coloca los componentes directamente sobre la superficie de la placa. 

SMT se ha vuelto popular porque permite diseños más pequeños y compactos. Los componentes se pueden colocar en ambos lados de la PCB y el proceso de ensamblaje es más rápido y eficiente.

Sin embargo, THT tiene varias ventajas sobre SMT. Las conexiones THT suelen ser más robustas y fiables, lo que las hace adecuadas para entornos con elevada tensión mecánica o temperaturas extremas. Por ejemplo, las aplicaciones aeroespaciales y militares suelen preferir el THT por su robustez.

Además, es más fácil trabajar con THT para el montaje manual y la creación de prototipos. Los componentes son más prominentes y más fáciles de manejar, lo que resulta beneficioso para fines educativos y proyectos de aficionados.

En resumen, tanto THT como SMT tienen sus ventajas únicas. THT destaca por su confiabilidad y facilidad de uso, mientras que se prefiere SMT por su eficiencia y capacidad para producir dispositivos más pequeños y complejos. Comprender ambas tecnologías es crucial para seleccionar el método adecuado para cada aplicación.

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Tipos de componentes THT

La tecnología de orificio pasante (THT) involucra varios componentes con funciones y características específicas. Comprender estos componentes ayuda a diseñar y ensamblar circuitos electrónicos confiables y eficientes. Para obtener una visión detallada de los componentes de PCB, consulte Componentes y funciones de PCB de uso común.

Componentes electrónicos

Resistencias

Las resistencias se encuentran entre los componentes THT más comunes. Controlan el flujo de corriente eléctrica en un circuito proporcionando una cantidad específica de resistencia. Hacerlo ayuda a gestionar los niveles de voltaje y corriente, asegurando que el circuito funcione correctamente. Aprende más ¿Cómo leer una resistencia en PCB?

Condensadores

Los condensadores almacenan y liberan energía eléctrica. Son esenciales para aplicaciones de filtrado, suavizado y temporización en circuitos. Los condensadores THT están disponibles en varios tipos, como electrolíticos y cerámicos, cada uno de ellos adecuado para diferentes propósitos.

Inductores

Los inductores almacenan energía en un campo magnético cuando la corriente eléctrica fluye a través de ellos. Se utilizan en circuitos de filtrado y sintonización, ayudando a gestionar las frecuencias de las señales y reducir el ruido.

diodos

Los diodos permiten que la corriente fluya en una sola dirección. Son cruciales para la rectificación, que convierte la corriente alterna (CA) en corriente continua (CC). Los diodos THT son confiables y fáciles de incorporar en varios circuitos.

Circuitos integrados (CI)

Circuitos integrados (CI) Son componentes complejos que pueden contener cientos o miles de elementos electrónicos individuales. Realizan diversas funciones, desde operaciones lógicas simples hasta procesamiento de señales complejos.

Paquetes duales en línea (DIP)

ADEREZO es un estilo de empaque popular para circuitos integrados en THT. Estos paquetes tienen dos filas paralelas de pines insertados en los orificios de la PCB. Son fáciles de manipular y soldar, lo que los hace ideales para la creación de prototipos y proyectos educativos.

Otros paquetes de circuitos integrados comunes

Otros THT paquetes de circuitos integrados Además de DIP, se incluyen SIP (paquete único en línea) y ZIP (paquete en línea en zigzag). Estos paquetes ofrecen diferentes configuraciones y tamaños de pines para adaptarse a diversas aplicaciones.

Módulos

Los módulos son conjuntos más grandes que incorporan múltiples componentes en un solo paquete. Simplifican el diseño y montaje de circuitos al combinar varias funciones en una sola unidad.

Pantallas LED

Las pantallas LED se utilizan para la salida visual en muchos dispositivos. Pueden mostrar números, caracteres y gráficos. Las pantallas LED THT son robustas y fáciles de integrar en proyectos, desde indicadores simples hasta pantallas complejas.

Módulos de potencia

Los módulos de potencia administran y distribuyen energía dentro de un circuito. Pueden incluir componentes como reguladores de voltaje, transformadores y rectificadores. Los módulos de potencia THT son esenciales para garantizar una entrega de energía estable y confiable.

Otros conjuntos de componentes grandes

Otros módulos THT incluyen módulos de relé, módulos de sensores y módulos de comunicación. Estos conjuntos combinan varios componentes para realizar tareas específicas, lo que los hace convenientes para diseños de circuitos complejos.

Comprender estos componentes THT le ayudará a seleccionar las piezas correctas para sus proyectos. Ya sea que esté trabajando en un simple proyecto de hobby o en un sistema industrial complejo, los componentes THT ofrecen confiabilidad y facilidad de uso.

Diagrama de un conjunto de orificio pasante con cables de componentes

Métodos de ensamblaje en THT

Los componentes de tecnología de orificio pasante (THT) se pueden ensamblar en placas de circuito impreso (PCB) utilizando diferentes métodos. Los dos métodos principales son la soldadura manual y la soldadura por ola. Cada uno tiene sus procesos, aplicaciones y ventajas.

Soldadura manual

Descripción del proceso

La soldadura manual es un método sencillo y práctico para ensamblar componentes THT. Así es como funciona:

  1. Colocación de componentes: Primero, coloque los componentes THT en los orificios previamente perforados en la PCB.
  2. Soldadura: Calienta los cables y las almohadillas de los componentes en la PCB con un soldador. Aplique soldadura para formar una conexión. La soldadura se funde y une el cable del componente y la almohadilla.
  3. Inspección: Verifique las uniones de soldadura para asegurarse de que estén suaves y brillantes. Esto indica una buena conexión.

Aplicaciones y ventajas

La soldadura manual es ideal para:

  • Creación de prototipos: Perfecto para crear y probar nuevos diseños de circuitos.
  • Producción de lotes pequeños: Útil para la fabricación de bajo volumen donde los procesos automatizados no son rentables.
  • Reparaciones y Modificaciones: Permite una fácil extracción y reemplazo de componentes.

Las ventajas de la soldadura manual incluyen:

  • Flexibilidad: Fácil de realizar cambios y ajustes.
  • Bajo costo: Requiere equipo mínimo.
  • Accesibilidad: Ideal para aficionados, educadores y fabricantes a pequeña escala.

Soldadura por ola

Descripción del proceso

La soldadura por ola es un proceso automatizado diseñado para producción de gran volumen. Así es como funciona:

  1. Preparación: Los componentes se colocan en los orificios de la PCB, ya sea manualmente o mediante una máquina.
  2. Aplicación de fundente: La PCB se recubre con fundente para limpiar y preparar las superficies para soldar.
  3. Precalentamiento: La PCB se calienta para prepararla para soldar.
  4. Onda de soldadura: La PCB pasa sobre una ola de soldadura fundida. La soldadura se adhiere a las superficies metálicas expuestas, conectando los cables de los componentes y las almohadillas de la PCB.
  5. Enfriamiento: La PCB se enfría para solidificar las uniones de soldadura.

Aplicaciones y ventajas

La soldadura por ola es mejor para:

  • Producción en masa: Maneja eficientemente grandes volúmenes de PCB.
  • Calidad consistente: Garantiza uniones de soldadura uniformes y confiables.
  • Asambleas complejas: Puede gestionar placas con numerosos componentes THT.

Las ventajas de la soldadura por ola incluyen:

  • Eficiencia: Procesa muchos PCB rápidamente.
  • Fiabilidad: Produce uniones de soldadura consistentes y de alta calidad.
  • Escalabilidad: Adecuado para ampliar la producción.

En el ensamblaje THT se utilizan tanto soldadura manual como soldadura por ola. El método correcto se elige en función de los requisitos del proyecto, incluidos el volumen, la complejidad y el presupuesto. 

Cada método garantiza que los componentes THT estén conectados de forma segura y confiable a las PCB, listos para las aplicaciones previstas.

Primer plano de una PCB verde con varias piezas electrónicas

Ventajas de la tecnología de orificio pasante

La tecnología de orificio pasante (THT) ofrece varias ventajas, lo que la convierte en la opción preferida en diversas aplicaciones. Estos beneficios incluyen durabilidad, confiabilidad y facilidad de uso, lo que hace que los componentes THT sean versátiles y confiables.

Durabilidad

Fuerza mecánica

Una de las principales ventajas del THT es su excepcional resistencia mecánica. Los cables de los componentes THT pasan a través de la PCB y están soldados en el otro lado, creando conexiones robustas. 

Esta unión física hace que los componentes THT sean altamente resistentes al estrés mecánico, como vibraciones y golpes físicos. Esta resistencia es significativa en aplicaciones donde el dispositivo puede estar sujeto a un manejo brusco o condiciones duras.

Idoneidad para entornos hostiles

Los componentes THT son ideales para entornos con condiciones extremas. Pueden soportar altas temperaturas, humedad y otros factores desafiantes sin comprometer el rendimiento. Esto convierte a THT en una opción ideal para aplicaciones aeroespaciales, militares e industriales, donde la durabilidad y la confiabilidad son cruciales.

Para obtener más información sobre PCB duraderos, explore Beneficios y aplicaciones de PCB de alto volumen.

Fiabilidad

Alta confiabilidad para aplicaciones críticas

Los componentes THT son conocidos por su alta confiabilidad. Las conexiones seguras formadas al soldar los cables a través de la PCB garantizan que los componentes permanezcan firmemente en su lugar. Esta confiabilidad es vital para aplicaciones críticas donde la falla no es una opción. 

Por ejemplo, en dispositivos médicos y sistemas de seguridad, las conexiones robustas proporcionadas por los componentes THT ayudan a garantizar un rendimiento consistente y confiable.

Facilidad de uso

Proceso de montaje sencillo

El proceso de montaje de los componentes THT es sencillo. Colocar los cables por los agujeros y soldarlos es sencillo e intuitivo. Esta simplicidad hace que THT sea una excelente opción para diversos usuarios, desde aficionados hasta profesionales. 

Requiere formación y equipo mínimos, lo que lo hace accesible para cualquier persona interesada en construir o reparar circuitos electrónicos.

Ideal para creación de prototipos y fines educativos

THT es particularmente beneficioso para la creación de prototipos y con fines educativos. El mayor tamaño de los componentes THT los hace más fáciles de manejar y trabajar. Esta facilidad de uso es valiosa para los principiantes que aprenden sobre electrónica. 

Los estudiantes pueden ver y comprender fácilmente las conexiones, lo que les ayuda a comprender los fundamentos del diseño de circuitos. Además, THT permite modificaciones rápidas y sencillas para la creación de prototipos, lo que permite a los diseñadores probar y perfeccionar sus circuitos de forma eficaz.

Primer plano de una PCB verde con resistencias y componentes

Aplicaciones de la tecnología de orificios pasantes

Debido a sus ventajas únicas, la tecnología de orificio pasante (THT) se utiliza en varios campos. Destaca en aplicaciones donde la confiabilidad, la durabilidad y la facilidad de manejo son esenciales.

Aeroespacial y militar

La confiabilidad y la durabilidad son primordiales en aplicaciones aeroespaciales y militares. Los equipos en estos campos deben funcionar perfectamente en condiciones extremas. 

Los componentes THT se eligen por sus conexiones mecánicas robustas, que pueden soportar altas vibraciones, golpes y variaciones de temperatura. 

Por ejemplo, en sistemas de aviónica y equipos de defensa, THT garantiza que las conexiones electrónicas permanezcan intactas y funcionales durante largos períodos, incluso en entornos hostiles. Esta confiabilidad es crítica para la seguridad y efectividad de las operaciones aeroespaciales y militares.

Equipo industrial

Los entornos industriales exigen sistemas robustos y mantenibles. La maquinaria y los equipos a menudo enfrentan un uso riguroso, que requiere componentes que puedan soportar operaciones de servicio pesado. 

Los componentes THT son ideales para tales entornos debido a sus conexiones físicas sólidas y su alta resistencia al estrés mecánico. Los componentes THT se utilizan en sistemas de control, fuentes de alimentación y maquinaria pesada en fábricas y plantas industriales. 

Su durabilidad reduce la necesidad de reparaciones frecuentes, lo que garantiza un funcionamiento continuo y minimiza el tiempo de inactividad. Además, la facilidad de sustitución de los componentes THT hace que el mantenimiento sea sencillo y rentable.

Para aplicaciones industriales, consulte Asamblea del PWB de la automatización industrial.

Proyectos educativos y de pasatiempos

THT es uno de los favoritos en proyectos educativos y de aficionados debido a su facilidad de manejo y capacidades de creación de prototipos. Para estudiantes y aficionados, los componentes THT son más destacados y más fáciles de manipular, lo que hace que el proceso de aprendizaje sea más accesible. 

THT ayuda a los estudiantes a comprender los principios electrónicos básicos a través de experiencias prácticas en entornos educativos. Proyectos como construir circuitos simples, aprender a soldar y experimentar con diferentes componentes se vuelven más manejables con THT.

Para los aficionados, THT es perfecto para crear proyectos electrónicos personalizados. Su sencillo proceso de ensamblaje permite la creación rápida de prototipos y modificaciones sencillas, lo que permite a los creadores hacer realidad sus ideas de manera eficiente.

Comparación de PCB con orificio pasante y PCB SMT

THT frente a SMT

La tecnología de orificio pasante (THT) y la tecnología de montaje en superficie (SMT) son dos métodos principales para ensamblar componentes electrónicos en placas de circuito impreso (PCB). 

Cada uno tiene sus ventajas y es adecuado para diferentes aplicaciones. Comprender las diferencias puede ayudarle a elegir la tecnología adecuada para su proyecto.

Tamaño y peso

Comparación del tamaño y peso de los componentes

Una de las diferencias más significativas entre THT y SMT es el tamaño y peso de los componentes.

  • Componentes THT

Los componentes THT son generalmente más grandes y pesados porque tienen cables largos que pasan a través de la PCB. Esto los hace fáciles de manejar e ideales para aplicaciones donde el tamaño no es una limitación.

  • Componentes SMT

Los componentes SMT son mucho más pequeños y ligeros. Se montan directamente sobre la superficie de la PCB sin necesidad de agujeros, lo que permite diseños más compactos y livianos, lo cual es crucial para dispositivos electrónicos modernos de alta densidad como teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y tecnología portátil.

Complejidad de montaje

Diferencias en técnicas y equipos de montaje.

El proceso de ensamblaje de componentes THT y SMT también varía significativamente.

  • Asamblea THT

El montaje de THT se puede realizar manualmente o mediante soldadura por ola automatizada. El montaje manual es sencillo y no requiere equipos sofisticados, lo que lo hace accesible para la producción y la creación de prototipos a pequeña escala. 

La soldadura por ola, utilizada para volúmenes mayores, implica pasar la PCB sobre una ola de soldadura fundida para unir los componentes. Este proceso es más sencillo que SMT pero menos eficiente para componentes pequeños.

  • Asamblea SMT

montaje superficial Es más complejo y requiere maquinaria avanzada como máquinas de recogida y colocación, hornos de reflujo y sistemas de inspección. Los componentes se colocan en el superficie de PCB y soldado mediante un proceso de reflujo. 

Este método es muy eficiente para la producción en masa y permite colocar componentes en ambos lados de la PCB. Sin embargo, el costo de instalación inicial y el equipo son más caros, lo que lo hace menos adecuado para la producción de bajo volumen.

Idoneidad para diferentes aplicaciones

Cuándo elegir THT en lugar de SMT y viceversa

La elección entre THT y SMT depende de los requisitos específicos de su proyecto.

  • Elija THT cuando:

La durabilidad es crucial: THT es ideal para aplicaciones que requieren uniones mecánicas sólidas, como equipos aeroespaciales, militares e industriales.

Facilidad de reparación: Los componentes THT son más accesibles para reemplazar y reparar, lo que los hace adecuados para prototipos, proyectos educativos y aplicaciones que requieren mucho mantenimiento.

Requisitos de alta potencia: THT es más adecuado para manejar componentes de alta potencia y alto voltaje debido a sus conexiones robustas.

  • Elija SMT cuando:

El espacio es limitado: SMT es perfecto para diseños compactos y livianos, que son esenciales en la electrónica de consumo como teléfonos inteligentes y tabletas.

Producción de alto volumen: El proceso de ensamblaje automatizado de SMT es altamente eficiente para la producción a gran escala, reduciendo costos y tiempo.

Aplicaciones de alta frecuencia: Los componentes SMT tienen cables más cortos, lo que puede reducir la inductancia y la resistencia, lo que los hace adecuados para aplicaciones de alta frecuencia.

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Conclusión

La tecnología de orificios pasantes (THT) sigue desempeñando un papel crucial en la electrónica. Su importancia y aplicaciones abarcan diversas industrias, destacando su valor duradero y su versatilidad.

THT es un método fundamental para ensamblar componentes electrónicos en placas de circuito impreso (PCB). Es famoso por su durabilidad, lo que lo convierte en la opción preferida para aplicaciones que requieren uniones mecánicas sólidas y alta confiabilidad. 

La facilidad de manejo y montaje hace que THT sea perfecto para fines educativos y proyectos de aficionados, permitiendo a los principiantes aprender y experimentar con la electrónica sin esfuerzo.

En conclusión, la tecnología Through-Hole sigue siendo una piedra angular del ensamblaje de PCB y ofrece durabilidad, confiabilidad y facilidad de uso inigualables. 

Su continua relevancia en diversas industrias subraya su importancia, asegurando que THT seguirá siendo un componente crítico del ensamblaje electrónico durante años.

Artículo escrito por Alicia Lee