Herramientas del oficio

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

El orificio pasante solía ser el estándar, pero a medida que aumentó la necesidad de reducción de tamaño y automatización, el SMT ganó popularidad. 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 su resistencia mecánica, lo que lo hace más adecuado para conectores que SMT. Si alguna vez has sacado un conector microusb de una PCB al respirar profundamente sobre él, lo entenderás. Entonces, ¿cómo podemos pasar de manera más eficiente los componentes con orificios 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 hay que colocar el componente en un lado y soldarlo en el otro, por lo que los componentes tienden a caerse cuando se voltea la PCB. Hay muchas formas 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 fijarlos y luego terminar en el otro lado.

Otros han optado por soluciones más creativas, incluido el método de lecho de clavos o espuma que mantiene las piezas en su lugar mientras se voltea la PCB y se suelda a mano.

A veces es necesario separar un componente del tablero y tiene que tener la misma altura que el tablero. En este caso, una opción es utilizar un enfrentamiento alrededor de uno o varios clientes potenciales. 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 PCB. Cuando se voltea el par, los componentes caen a la altura correcta (o permanecen donde están) y se pueden soldar a mano.

Sorprendentemente, existen herramientas que automatizan la colocación de componentes de orificios pasantes. O tal vez no sea sorprendente, si tenemos en cuenta los paneles LED. Estos letreros para exteriores utilizan LED con orificios pasantes, 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 de 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 orificios. Lo mismo se hace con resistencias u otros componentes de cables 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 tendrás un crisol. Esto es bueno para sumergir el borde de una PCB (no completamente, solo la parte inferior) para soldar las clavijas de un conector. Primero debes cubrir la PCB con fundente, porque no hay ninguno en el crisol. Este método es excelente para ciertos volúmenes y tamaños, donde es posible que solo tenga uno o dos conectores que deban conectarse a una PCB que de otro modo sería completamente SMT, pero si desea realizar un montón de conexiones en una PCB 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 con un riesgo mínimo de sobrecalentamiento del componente.

Hemos cubierto los peligrosos crisoles de soldadura caseros antes, pero probablemente deberías comprar uno usado si lo deseas.

La máquina de soldadura por ola toma soldadura fundida y la empuja hacia arriba a través de un canal largo con una bomba de modo que haya una fuente larga y delgada de soldadura que suba unos pocos milímetros. Luego, la PCB se arrastra a lo largo de una especie de transportador para que la fuente apenas toque la parte inferior de la PCB recubierta de fundente, y la onda se adhiere instantáneamente a las almohadillas y pines de los orificios pasantes y hace la conexión de manera hermosa. Este es un proceso fácilmente automatizable, siempre que la parte inferior esté libre de componentes. Si hay componentes en la parte inferior, primero será necesario enmascararlos.

Un hijo bastardo entre el soldador por ola y un crisol es el soldador por inmersión. Coloca su PCB en un marco de metal y el marco se sumerge sobre una lámina 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 por debajo con fundente.

Todavía hay espacio para agujeros pasantes, e incluso en la producción en masa es muy común. Si bien el mundo avanza hacia el montaje en superficie, todavía existen razones perfectamente legítimas (especialmente conectores y aplicaciones de alta potencia) para utilizar orificios pasantes. Es particularmente fácil de hacer a mano y, a medida que la producción aumenta, existen algunas herramientas que lo hacen más fácil. Todavía no hemos visto una herramienta de soldadura por ola casera; Los crisoles de soldadura son del tamaño de herramientas de bricolaje para la producción en masa de piezas con orificios pasantes, pero son perfectamente capaces de manejar volúmenes bastante grandes.