5 de julho de 2024

O que é tecnologia Through-Hole (THT) em PCB

Placas de circuito impresso (PCBs) são a espinha dorsal da eletrônica moderna. Eles fornecem uma plataforma para conectar componentes eletrônicos e criar circuitos funcionais. Existem dois métodos principais para montagem de componentes em PCBs: Tecnologia Through-Hole (THT) e Tecnologia de Montagem em Superfície (SMT).

Apesar da prevalência do SMT, o THT continua vital em muitas áreas. O THT é frequentemente utilizado em produtos que necessitam de alta confiabilidade e resistência mecânica. Por exemplo, a eletrônica aeroespacial e militar depende do THT para suas conexões robustas.

O THT oferece uma vantagem significativa em indústrias onde a manutenção e o reparo são padrão. Os componentes podem ser facilmente substituídos ou modificados, garantindo funcionalidade e confiabilidade a longo prazo.

Em resumo, a tecnologia Through-Hole não é apenas uma relíquia do passado. Ele desempenha um papel crítico na eletrônica moderna, oferecendo confiabilidade, durabilidade e simplicidade que a SMT nem sempre consegue oferecer.

PCB com componentes passantes e chips de montagem em superfície

O que é tecnologia Through-Hole (THT)?

A tecnologia Through-hole (THT) é um método para montar componentes eletrônicos em uma placa de circuito impresso (PCB). Os componentes do THT possuem terminais, ou pinos, que passam por orifícios perfurados na PCB. 

Esses cabos são soldados às almofadas no lado oposto, criando uma conexão mecânica e elétrica segura. Os componentes THT são conhecidos por sua confiabilidade e durabilidade, tornando-os ideais para diversas aplicações.

Para obter mais informações sobre noções básicas de montagem de PCB, visite Coisas básicas que você deve saber sobre o processo de montagem de PCB.

Contexto Histórico e Desenvolvimento do THT

O THT tem sido a pedra angular da montagem eletrônica desde meados do século XX. Antes de seu desenvolvimento, os circuitos eram frequentemente conectados manualmente, o que exigia muito trabalho e estava sujeito a erros. A THT revolucionou a indústria ao permitir conexões mais consistentes e confiáveis.

No início, o THT era o principal método para montagem de componentes. Permitiu a produção em massa de dispositivos eletrônicos, reduzindo significativamente os custos e melhorando o desempenho. 

Ao longo dos anos, os componentes THT evoluíram, com melhorias nos materiais e nas técnicas de fabricação aumentando sua confiabilidade e facilidade de uso.

Apesar do advento de tecnologias mais recentes, o THT continua essencial em diversas aplicações. Seu desenvolvimento abriu caminho para a eletrônica moderna, fornecendo a base para novos métodos.

Comparação com tecnologia de montagem em superfície (SMT)

Enquanto o THT envolve a inserção de cabos através de orifícios na PCB, a Surface-Mount Technology (SMT) coloca os componentes diretamente na superfície da placa. 

O SMT tornou-se popular porque permite designs menores e mais compactos. Os componentes podem ser colocados em ambos os lados da PCB e o processo de montagem é mais rápido e eficiente.

No entanto, o THT tem várias vantagens sobre o SMT. As conexões THT são normalmente mais robustas e confiáveis, tornando-as adequadas para ambientes com alto estresse mecânico ou temperaturas extremas. Por exemplo, as aplicações aeroespaciais e militares preferem frequentemente o THT pela sua robustez.

Além disso, o THT é mais fácil de trabalhar para montagem manual e prototipagem. Os componentes são mais proeminentes e fáceis de manusear, o que é benéfico para fins educacionais e projetos amadores.

Em resumo, tanto o THT quanto o SMT têm vantagens exclusivas. O THT se destaca pela confiabilidade e facilidade de uso, enquanto o SMT é preferido por sua eficiência e capacidade de produzir dispositivos menores e mais complexos. Compreender ambas as tecnologias é crucial para selecionar o método adequado para cada aplicação.

Pessoa soldando um PCB verde usando tecnologia através de furo

Tipos de componentes THT

A tecnologia Through Hole (THT) envolve vários componentes com funções e características específicas. Compreender esses componentes ajuda a projetar e montar circuitos eletrônicos confiáveis e eficientes. Para uma visão detalhada dos componentes do PCB, confira Componentes e funções de PCB comumente usados.

Componentes eletrônicos

Resistores

Os resistores estão entre os componentes THT mais comuns. Eles controlam o fluxo de corrente elétrica em um circuito, fornecendo uma quantidade específica de resistência. Isso ajuda a gerenciar os níveis de tensão e corrente, garantindo que o circuito funcione corretamente. Saber mais Como ler um resistor em PCBs?

Capacitores

Os capacitores armazenam e liberam energia elétrica. Eles são essenciais para aplicações de filtragem, suavização e temporização em circuitos. Os capacitores THT estão disponíveis em vários tipos, como eletrolíticos e cerâmicos, cada um adequado para finalidades diferentes.

Indutores

Os indutores armazenam energia em um campo magnético quando a corrente elétrica flui através deles. Eles são usados em circuitos de filtragem e sintonia, ajudando a gerenciar frequências de sinal e reduzir ruídos.

Diodos

Os diodos permitem que a corrente flua em apenas uma direção. Eles são cruciais para a retificação, que converte corrente alternada (CA) em corrente contínua (CC). Os diodos THT são confiáveis e fáceis de incorporar em vários circuitos.

Circuitos Integrados (ICs)

Circuitos Integrados (ICs) são componentes complexos que podem conter centenas ou milhares de elementos eletrônicos individuais. Eles executam diversas funções, desde operações lógicas simples até processamento complexo de sinais.

Pacotes duplos em linha (DIP)

MERGULHAR é um estilo de embalagem popular para ICs em THT. Esses pacotes possuem duas fileiras paralelas de pinos inseridos nos orifícios da PCB. São fáceis de manusear e soldar, o que os torna ideais para prototipagem e projetos educacionais.

Outros pacotes IC comuns

Outros THT Pacotes IC além do DIP incluem SIP (pacote único em linha) e ZIP (pacote em linha ziguezague). Esses pacotes oferecem diferentes configurações e tamanhos de pinos para atender a diversas aplicações.

Módulos

Módulos são conjuntos maiores que incorporam vários componentes em um único pacote. Eles simplificam o projeto e a montagem de circuitos, combinando diversas funções em uma unidade.

Telas LED

Os displays de LED são usados para saída visual em muitos dispositivos. Eles podem mostrar números, caracteres e gráficos. Os displays LED THT são robustos e fáceis de integrar em projetos, desde indicadores simples até displays complexos.

Módulos de potência

Os módulos de potência gerenciam e distribuem energia dentro de um circuito. Eles podem incluir componentes como reguladores de tensão, transformadores e retificadores. Os módulos de potência THT são essenciais para garantir o fornecimento de energia estável e confiável.

Outros conjuntos de componentes grandes

Outros módulos THT incluem módulos de relé, módulos de sensores e módulos de comunicação. Esses conjuntos combinam vários componentes para executar tarefas específicas, tornando-os convenientes para projetos de circuitos complexos.

Compreender esses componentes do THT ajuda a selecionar as peças corretas para seus projetos. Esteja você trabalhando em um projeto simples de hobby ou em um sistema industrial complexo, os componentes THT oferecem confiabilidade e facilidade de uso.

Diagrama de uma montagem de furo passante com cabos de componentes

Métodos de montagem em THT

Os componentes da tecnologia through-hole (THT) podem ser montados em placas de circuito impresso (PCBs) usando diferentes métodos. Os dois métodos principais são soldagem manual e soldagem por onda. Cada um tem seus processos, aplicações e vantagens.

Soldagem manual

Descrição do processo

A soldagem manual é um método simples e prático para montar componentes THT. Veja como funciona:

  1. Posicionamento de Componentes: Primeiro, coloque os componentes THT nos orifícios pré-perfurados na PCB.
  2. De solda: Aqueça os terminais e as almofadas dos componentes na placa de circuito impresso com um ferro de solda. Aplique solda para formar uma conexão. A solda derrete e une o terminal do componente e a almofada.
  3. Inspeção: Verifique as juntas de solda para garantir que estejam lisas e brilhantes. Isso indica uma boa conexão.

Aplicações e Vantagens

A soldagem manual é ideal para:

  • Prototipagem: Perfeito para criar e testar novos projetos de circuitos.
  • Produção em pequenos lotes: Útil para fabricação de baixo volume, onde os processos automatizados não são econômicos.
  • Reparos e Modificações: Permite fácil remoção e substituição de componentes.

As vantagens da soldagem manual incluem:

  • Flexibilidade: Fácil de fazer alterações e ajustes.
  • Baixo custo: Requer equipamento mínimo.
  • Acessibilidade: Ideal para amadores, educadores e fabricantes de pequena escala.

Soldadura em onda

Descrição do processo

A soldagem por onda é um processo automatizado projetado para produção em alto volume. Veja como funciona:

  1. Preparação: Os componentes são colocados nos orifícios da PCB, manualmente ou por uma máquina.
  2. Aplicação de Fluxo: A PCB é revestida com fluxo para limpar e preparar as superfícies para soldagem.
  3. Pré-aquecimento: O PCB é aquecido para se preparar para a soldagem.
  4. Onda de solda: O PCB passa por uma onda de solda derretida. A solda adere às superfícies metálicas expostas, conectando os terminais dos componentes e as almofadas da PCB.
  5. Resfriamento: O PCB é resfriado para solidificar as juntas de solda.

Aplicações e Vantagens

A soldagem por onda é melhor para:

  • Produção em massa: Lida com eficiência com grandes volumes de PCBs.
  • Qualidade consistente: Garante juntas de solda uniformes e confiáveis.
  • Montagens Complexas: Pode gerenciar placas com vários componentes THT.

As vantagens da soldagem por onda incluem:

  • Eficiência: Processa muitos PCBs rapidamente.
  • Confiabilidade: Produz juntas de solda consistentes e de alta qualidade.
  • Escalabilidade: Adequado para aumentar a produção.

Tanto a soldagem manual quanto a soldagem por onda são usadas na montagem THT. O método correto é escolhido com base nos requisitos do projeto, incluindo volume, complexidade e orçamento. 

Cada método garante que os componentes THT sejam conectados de forma segura e confiável aos PCBs, prontos para as aplicações pretendidas.

Close-up-de-um-PCB-verde-com-várias-peças-eletrônicas

Vantagens da tecnologia Through-Hole

A tecnologia Through Hole (THT) oferece diversas vantagens, tornando-a a escolha preferida em diversas aplicações. Esses benefícios incluem durabilidade, confiabilidade e facilidade de uso, tornando os componentes THT versáteis e confiáveis.

Durabilidade

Força mecânica

Uma das principais vantagens do THT é a sua excepcional resistência mecânica. Os cabos dos componentes THT passam pela PCB e são soldados do outro lado, criando conexões robustas. 

Essa ligação física torna os componentes THT altamente resistentes a tensões mecânicas, como vibrações e choques físicos. Esta resistência é significativa em aplicações onde o dispositivo pode ser submetido a manuseio brusco ou condições adversas.

Adequação para ambientes agressivos

Os componentes THT são adequados para ambientes com condições extremas. Eles podem suportar altas temperaturas, umidade e outros fatores desafiadores sem comprometer o desempenho. Isto torna o THT a escolha ideal para aplicações aeroespaciais, militares e industriais, onde a durabilidade e a confiabilidade são cruciais.

Para saber mais sobre PCBs duráveis, explore Benefícios e aplicações de PCB de alto volume.

Confiabilidade

Alta confiabilidade para aplicações críticas

Os componentes THT são conhecidos por sua alta confiabilidade. As conexões seguras formadas pela soldagem dos cabos através da PCB garantem que os componentes permaneçam firmemente no lugar. Essa confiabilidade é vital para aplicações críticas onde a falha não é uma opção. 

Por exemplo, em dispositivos médicos e sistemas de segurança, as conexões robustas fornecidas pelos componentes THT ajudam a garantir um desempenho consistente e confiável.

Fácil de usar

Processo de montagem simples

O processo de montagem dos componentes THT é simples. Colocar os cabos nos orifícios e soldá-los é simples e intuitivo. Essa simplicidade faz do THT uma excelente escolha para diversos usuários, desde amadores até profissionais. 

Requer treinamento e equipamento mínimos, tornando-o acessível a qualquer pessoa interessada em construir ou reparar circuitos eletrônicos.

Ideal para prototipagem e fins educacionais

O THT é particularmente benéfico para prototipagem e fins educacionais. O tamanho maior dos componentes THT torna-os mais fáceis de manusear e trabalhar. Essa facilidade de uso é valiosa para iniciantes que estão aprendendo sobre eletrônica. 

Os alunos podem ver e compreender facilmente as conexões, o que os ajuda a compreender os fundamentos do projeto de circuitos. Além disso, o THT permite modificações rápidas e fáceis para prototipagem, permitindo que os projetistas testem e refinem seus circuitos de maneira eficaz.

Close-up de um PCB verde com resistores e componentes

Aplicações da tecnologia Through-Hole

Devido às suas vantagens exclusivas, a tecnologia through-hole (THT) é usada em vários campos. Ele se destaca em aplicações onde confiabilidade, durabilidade e facilidade de manuseio são essenciais.

Aeroespacial e Militar

Confiabilidade e durabilidade são fundamentais em aplicações aeroespaciais e militares. Os equipamentos nessas áreas devem funcionar perfeitamente sob condições extremas. 

Os componentes THT são escolhidos por suas conexões mecânicas robustas, que podem suportar altas vibrações, choques e variações de temperatura. 

Por exemplo, em sistemas aviônicos e equipamentos de defesa, o THT garante que as conexões eletrônicas permaneçam intactas e funcionais por longos períodos, mesmo em ambientes adversos. Esta fiabilidade é crítica para a segurança e eficácia das operações aeroespaciais e militares.

Equipamento industrial

Os ambientes industriais exigem sistemas robustos e de fácil manutenção. Máquinas e equipamentos muitas vezes enfrentam uso rigoroso, exigindo componentes que possam suportar operações pesadas. 

Os componentes THT são ideais para tais configurações devido às suas conexões físicas sólidas e alta resistência ao estresse mecânico. Os componentes THT são usados em sistemas de controle, fontes de alimentação e máquinas pesadas em fábricas e plantas industriais. 

A sua durabilidade reduz a necessidade de reparações frequentes, garantindo um funcionamento contínuo e minimizando o tempo de inatividade. Além disso, a facilidade de substituição dos componentes THT torna a manutenção simples e econômica.

Para aplicações industriais, consulte Montagem de PCB de automação industrial.

Projetos educacionais e de hobby

O THT é um dos favoritos em projetos educacionais e amadores devido à sua facilidade de manuseio e capacidade de prototipagem. Para estudantes e amadores, os componentes THT são mais proeminentes e fáceis de manipular, tornando o processo de aprendizagem mais acessível. 

O THT ajuda os alunos a compreender os princípios eletrônicos básicos por meio de experiência prática em ambientes educacionais. Projetos como construir circuitos simples, aprender a soldar e experimentar diferentes componentes tornam-se mais gerenciáveis com o THT.

Para amadores, o THT é perfeito para criar projetos eletrônicos personalizados. Seu processo de montagem simples permite prototipagem rápida e modificações fáceis, permitindo que os criadores dêem vida às suas ideias com eficiência.

Comparação de PCB através de furo vs SMT-PCB

THT versus SMT

A tecnologia Through-Hole (THT) e a tecnologia de montagem em superfície (SMT) são dois métodos principais para montagem de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso (PCBs). 

Cada um tem suas vantagens e é adequado para diferentes aplicações. Compreender as diferenças pode ajudá-lo a escolher a tecnologia certa para o seu projeto.

Tamanho e Peso

Comparação de tamanho e peso do componente

Uma das diferenças mais significativas entre THT e SMT é o tamanho e o peso dos componentes.

  • Componentes THT

Os componentes THT são geralmente maiores e mais pesados porque possuem cabos longos que passam pela PCB. Isso os torna fáceis de manusear e ideais para aplicações onde o tamanho não é uma restrição.

  • Componentes SMT

Os componentes SMT são muito menores e mais leves. Eles são montados diretamente na superfície do PCB sem a necessidade de furos, permitindo designs mais compactos e leves, o que é crucial para dispositivos eletrônicos modernos de alta densidade, como smartphones, laptops e tecnologia vestível.

Complexidade de montagem

Diferenças nas técnicas e equipamentos de montagem

O processo de montagem dos componentes THT e SMT também varia significativamente.

  • Montagem THT

A montagem do THT pode ser feita manualmente ou por meio de soldagem por onda automatizada. A montagem manual é simples e não requer equipamentos sofisticados, tornando-a acessível para produção e prototipagem em pequena escala. 

A soldagem por onda, usada para volumes maiores, envolve passar o PCB sobre uma onda de solda derretida para fixar os componentes. Este processo é mais simples que o SMT, mas menos eficiente para componentes minúsculos.

  • Montagem SMT

Montagem SMT é mais complexo e requer maquinários avançados, como máquinas pick-and-place, fornos de refluxo e sistemas de inspeção. Os componentes são colocados no Superfície da placa de circuito impresso e soldado usando um processo de refluxo. 

Este método é altamente eficiente para produção em massa e permite que os componentes sejam colocados em ambos os lados da PCB. No entanto, o custo inicial de configuração e o equipamento são mais caros, tornando-o menos adequado para produção de baixo volume.

Adequação para diferentes aplicações

Quando escolher THT em vez de SMT e vice-versa

A escolha entre THT e SMT depende dos requisitos específicos do seu projeto.

  • Escolha THT quando:

A durabilidade é crucial: O THT é ideal para aplicações que exigem ligações sólidas mecânicas, como equipamentos aeroespaciais, militares e industriais.

Facilidade de reparo: Os componentes THT são mais acessíveis para substituição e reparo, tornando-os adequados para protótipos, projetos educacionais e aplicações de manutenção pesada.

Requisitos de alta potência: O THT é mais adequado para lidar com componentes de alta potência e alta tensão devido às suas conexões robustas.

  • Escolha SMT quando:

Espaço é limitado: SMT é perfeito para designs compactos e leves, essenciais em produtos eletrônicos de consumo, como smartphones e tablets.

Produção de alto volume: O processo de montagem automatizado da SMT é altamente eficiente para produção em larga escala, reduzindo custos e tempo.

Aplicações de alta frequência: Os componentes SMT possuem cabos mais curtos, o que pode reduzir a indutância e a resistência, tornando-os adequados para aplicações de alta frequência.

Pessoa inspecionando um PCB verde com cabos passantes

Conclusão

A tecnologia Through Hole (THT) continua a desempenhar um papel crucial na eletrônica. A sua importância e aplicações abrangem vários setores, destacando o seu valor duradouro e versatilidade.

THT é um método fundamental para montagem de componentes eletrônicos em placas de circuito impresso (PCBs). É celebrado por sua durabilidade, tornando-o a escolha certa para aplicações que exigem ligações sólidas mecânicas e alta confiabilidade. 

A facilidade de manuseio e montagem torna o THT perfeito para fins educacionais e projetos amadores, permitindo que iniciantes aprendam e experimentem eletrônica sem esforço.

Concluindo, a tecnologia Through-Hole continua sendo a base da montagem de PCB, oferecendo durabilidade, confiabilidade e facilidade de uso incomparáveis. 

A sua relevância contínua em vários setores sublinha a sua importância, garantindo que o THT continuará a ser um componente crítico da montagem eletrónica durante anos.

Artigo escrito por Alice Lee