Herramientas del oficio

En nuestra última entrega de Tools of the Trade, acabábamos de terminar de hacer la inspección de la parte de montaje superficial de la PCB. Lo siguiente en el proceso son los componentes de orificio pasante. Dependiendo de la PCB, el orden puede cambiar ligeramente, pero generalmente tiene más sentido hacer todo el trabajo de SMT antes de pasar al trabajo de orificio pasante.

El orificio pasante solía ser el estándar, pero a medida que aumentaba la necesidad de reducción de tamaño y automatización, SMT ganó favor. Sin embargo, todavía hay muchas razones para usar componentes de orificio pasante, por lo que no desaparecerán por completo (al menos no en el corto plazo). Una de las mayores ventajas de THT es la resistencia mecánica, lo que lo hace más adecuado para conectores que SMT. Si alguna vez ha sacado un conector microusb de una placa de circuito impreso respirando con fuerza, lo entenderá. Entonces, ¿cómo obtenemos de manera más eficiente los componentes de orificio pasante en una PCB y cómo lo hacen los grandes?

Así es como empieza la mayoría de la gente, y sigue siendo sorprendentemente común incluso en la producción en masa. Una de las herramientas involucradas son las manos amigas, que pueden sostener su PCB mientras suelda. Sin embargo, estos pueden volverse engorrosos rápidamente, por lo que el siguiente paso son las herramientas de sujeción de PCB dedicadas, que tienen rieles y piezas de goma ranuradas que sujetan los bordes de la PCB.

Sin embargo, un problema con ambos es que generalmente tiene que colocar el componente en un lado y soldarlo en el otro lado, por lo que los componentes tienden a caerse cuando voltea la PCB. Hay muchas maneras de evitar esto, desde doblar los cables a medida que los inserta (o las esquinas opuestas en los paquetes DIP), hasta soldar brevemente en la parte superior para unirlos y luego terminar en el otro lado.

Otros han optado por soluciones más creativas, incluido el enfoque de la cama de clavos o la espuma que mantiene las piezas en su lugar mientras la placa de circuito impreso se voltea y se suelda a mano.

A veces es necesario separar un componente de la placa y tiene que estar a la misma altura de la placa. En este caso, una opción es utilizar un punto muerto alrededor de uno o varios conductores. Otra es diseñar una plantilla que actúe como el negativo de la PCB. Se mecaniza o se imprime en 3D y luego se coloca la plantilla sobre la placa de circuito impreso. Cuando se voltea el par, los componentes caen a la altura correcta (o se quedan donde están) y se pueden soldar a mano.

Sorprendentemente, existen herramientas que automatizan la colocación de componentes de orificio pasante. O tal vez no sea sorprendente, si considera los paneles LED. Estos letreros para exteriores usan LED de orificio pasante, y algunos cálculos rápidos llevan a la conclusión de que la colocación automática de LED es una necesidad.

Algunos LED vienen en tiras de cinta y una máquina corta los cables en la cinta y coloca el LED donde debe ir. Sin embargo, muchos LED vienen en bolsas y se colocan en una tolva, que gira y escupe una línea de LED, todos orientados en la dirección correcta. En cualquier caso, el LED llega a un pórtico que corta los cables y coloca el LED en los agujeros. Lo mismo se hace con las resistencias u otros componentes de conductores axiales.

Imagine un recipiente del tamaño de una taza de café con un elemento calefactor a su alrededor. Luego ponle una barra de soldadura. Sin fundente, solo un bloque de soldadura. Caliéntalo hasta que se derrita y tengas un crisol. Esto es bueno para sumergir el borde de una PCB (no completamente, solo la parte inferior) para soldar los pines de un conector. Primero debe recubrir la PCB con fundente, porque no hay nada en el crisol de soldadura. Este método es excelente para ciertos volúmenes y tamaños, donde es posible que solo tenga uno o dos conectores que deben conectarse a una placa de circuito impreso completamente SMT, pero si desea realizar un montón de conexiones en una placa de circuito impreso más grande, necesitará utilizar una máquina de soldadura por ola.

Como nota al margen, los crisoles de soldadura también son excelentes herramientas para recuperar componentes de PCB, ya que pueden calentar todo el componente rápidamente desde la parte inferior, lo que facilita su extracción, limpieza y el mínimo peligro de sobrecalentamiento del componente.

Hemos cubierto los peligrosos crisoles de soldadura hechos en casa antes, pero probablemente deberías comprar uno usado si quieres.

La máquina de soldadura por ola toma soldadura fundida y la empuja hacia arriba a través de un canal largo con una bomba para que haya una fuente larga y delgada de soldadura que sube unos pocos milímetros. Luego, la PCB se arrastra a lo largo de algún tipo de transportador para que la fuente toque la parte inferior de la PCB recubierta de fundente, y la onda se adhiere instantáneamente a las almohadillas y clavijas de los orificios pasantes y hace que la conexión sea tan hermosa. Este es un proceso fácil de automatizar, siempre que el fondo esté libre de componentes. Si hay componentes en la parte inferior, primero deberán enmascararse.

Un hijo bastardo entre el soldador de ola y un crisol de soldadura es el soldador de inmersión. Usted coloca su PCB en un marco de metal, y el marco se sumerge en una hoja de soldadura fundida hasta que solo la parte inferior toca la soldadura, y luego se levanta. Es un mecanismo bastante simple que no ocupa mucho espacio, pero aún así es necesario recubrir las tablas con fundente por debajo.

Todavía hay un lugar para el agujero pasante, e incluso en la producción en masa es muy común. Si bien el mundo se está moviendo hacia el montaje en superficie, todavía hay razones perfectamente legítimas (especialmente conectores y aplicaciones de alta potencia) para usar el orificio pasante. Es particularmente fácil de hacer a mano y, a medida que aumenta la producción, hay algunas herramientas que lo hacen más fácil. Todavía no hemos visto una herramienta casera de soldadura por ola; Los crisoles de soldadura tienen la misma extensión que las herramientas de bricolaje para la producción en masa de piezas de orificio pasante, pero son perfectamente capaces de manejar volúmenes bastante grandes.