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La redazione de Darton está compuesta por profesionales experimentados en el sector de la electrónica, comprometidos a ofrecer contenidos fiables, actualizados y útiles para orientarse en el mercado.
La tecnologia Surface Mount Technology (SMT) ha trasformato negli ultimi decenni il modo in cui vengono prodotte le schede elettroniche. Grazie all’assemblaggio automatico dei componenti direttamente sulla superficie del circuito stampato, è stato possibile aumentare la velocità di produzione, migliorare la qualità e ridurre i costi.
Esiste però un aspetto che, fino a pochi anni fa, rappresentava ancora un limite nei processi produttivi: l’assemblaggio dei componenti passanti, in particolare dei connettori.
Oggi questo limite può essere superato grazie alla tecnologia Through-Hole Reflow (THR), che permette di integrare anche questi componenti all’interno del normale processo SMT, evitando ulteriori operazioni di saldatura.
Per i progettisti e i produttori di schede elettroniche questo significa poter semplificare il processo produttivo, ridurre le lavorazioni manuali e migliorare l’efficienza complessiva della linea di assemblaggio.
È proprio questo il tema approfondito nel white paper pubblicato da Weidmüller “SMT – A Single, Smarter Process for Building Today’s PCBs“, dedicato all’evoluzione dei processi di assemblaggio PCB.
Prima della diffusione dell’SMT, la maggior parte dei componenti veniva montata mediante Through-Hole Technology (THT), inserendo i terminali nei fori del PCB e saldandoli successivamente sul lato opposto.
Questo approccio garantisce ancora oggi un’elevata robustezza meccanica, ma presenta alcuni limiti produttivi:
Con l’introduzione della tecnologia SMT, invece, i componenti SMD vengono posizionati automaticamente mediante sistemi pick-and-place e saldati in forno reflow, rendendo il processo estremamente efficiente.
Ogni tecnologia di assemblaggio presenta caratteristiche differenti e la scelta dipende dal tipo di applicazione, dal volume produttivo e dai requisiti meccanici della scheda.
Nella pratica industriale queste tecnologie non sono alternative assolute: molte schede elettroniche moderne combinano componenti SMT e THT, mentre il THR rappresenta una soluzione che consente di integrare i vantaggi di entrambe all’interno di un processo produttivo sempre più automatizzato.
Il Through-Hole Reflow nasce proprio con l’obiettivo di colmare il divario tra SMT e THT, consentendo di mantenere i vantaggi meccanici dei componenti passanti senza rinunciare all’automazione del processo produttivo.
Non tutti i componenti possono però essere trattati come normali SMD.
Connettori, relè e altri componenti soggetti a sollecitazioni meccaniche richiedono spesso collegamenti passanti per garantire una maggiore resistenza.
Per questo motivo molte linee produttive devono ancora prevedere una seconda fase di lavorazione, mediante:
Questa doppia lavorazione aumenta tempi, costi e possibilità di errore.
È proprio in questo contesto che nasce il Through-Hole Reflow, sviluppato per mantenere la robustezza dei componenti passanti senza rinunciare ai vantaggi dell’automazione offerti dalla tecnologia SMT.
Il Through-Hole Reflow (THR) nasce proprio per eliminare questo collo di bottiglia.
Il principio è semplice: utilizzare componenti passanti progettati per resistere alle temperature del forno reflow, permettendo la saldatura contemporanea sia dei componenti SMT sia dei connettori.
In pratica l’intera scheda attraversa un unico ciclo di saldatura, senza necessità di successive lavorazioni manuali. Come evidenziato nel white paper Weidmüller, questo consente di unificare il processo produttivo mantenendo l’affidabilità tipica dei componenti passanti.
Nonostante la diffusione dell’SMT e del THR, la tecnologia Through-Hole tradizionale continua a rappresentare la soluzione preferibile in alcune applicazioni.
Ad esempio:
In questi casi la robustezza garantita dal fissaggio passante rimane un vantaggio importante, motivo per cui molte schede continuano a utilizzare una combinazione di componenti SMT e THT.
L’integrazione del THR all’interno del processo SMT offre diversi benefici.
Eliminando la seconda fase di saldatura diminuiscono le lavorazioni necessarie per completare il PCB.
L’intero assemblaggio può essere gestito dalle normali linee SMT, riducendo l’intervento manuale.
Secondo l’analisi riportata nel white paper Weidmüller, in determinate applicazioni è possibile ottenere riduzioni del costo complessivo di assemblaggio fino a circa il 38%, grazie alla semplificazione del processo produttivo.
Meno passaggi produttivi significano anche minori possibilità di errori, maggiore ripetibilità e controlli qualità più semplici.
L’integrazione dei connettori THR risulta particolarmente interessante in numerosi settori industriali:
In tutte queste applicazioni è spesso necessario utilizzare connettori robusti senza rallentare la produzione con fasi aggiuntive di saldatura.
L’integrazione dei componenti THR all’interno del flusso SMT non richiede un processo completamente diverso.
Dal punto di vista operativo, il flusso produttivo rimane molto simile a quello di una tradizionale linea SMT. La differenza è che anche i componenti THR vengono progettati per attraversare il forno reflow insieme agli altri componenti della scheda, consentendo di completare l’assemblaggio in un unico ciclo di saldatura.
Le principali fasi comprendono:
Nel white paper è presente anche uno schema grafico che mostra l’intera sequenza del processo, evidenziando come tutti i componenti vengano saldati nello stesso ciclo termico.
Per poter affrontare il processo reflow, i connettori devono essere progettati con caratteristiche specifiche.
Nel caso della gamma OMNIMATE® THR di Weidmüller, il white paper evidenzia alcuni aspetti progettuali particolarmente rilevanti:
Queste caratteristiche consentono di integrare i connettori direttamente nelle normali linee SMT senza rinunciare alla robustezza meccanica tipica dei componenti passanti.
L’adozione del Through-Hole Reflow può risultare particolarmente vantaggiosa per le aziende che:
In fase di progettazione (“design to cost”), scegliere fin dall’inizio componenti compatibili con il THR permette infatti di ottimizzare il processo produttivo e contenere i costi lungo tutto il ciclo di vita del prodotto.
Naturalmente la convenienza dipende anche dai volumi produttivi e dal livello di automazione della linea di assemblaggio: maggiore è l’integrazione del processo, più significativi possono diventare i benefici offerti dalla tecnologia THR.
Per progettisti e aziende che stanno sviluppando nuovi dispositivi o aggiornando schede elettroniche esistenti, valutare l’impiego di componenti compatibili con il THR già nelle prime fasi di progettazione può tradursi in vantaggi sia dal punto di vista tecnico sia economico.
Darton, distributore ufficiale Weidmüller, mette a disposizione la gamma OMNIMATE® per la connessione su circuito stampato e offre supporto tecnico nella scelta dei componenti più adatti alle diverse esigenze applicative.
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