Diseño de PCB: ¿Componentes de orificio pasante en ambos lados?

Estoy haciendo un dispositivo, pero el PCB se está volviendo bastante grande. Nunca antes había hecho un PCB de doble cara, pero lo estoy considerando ahora. He soldado uno en la escuela, donde los componentes SMD estaban en la parte superior, y los componentes del orificio pasante en la parte inferior. ¿Es una mala práctica poner componentes de orificio pasante en ambos lados? No puedo pensar en ninguna desventaja de esto, pero quiero estar seguro. Me ahorraría mucho espacio

Si planea soldar a mano, es posible realizar piezas de orificio pasante en ambos lados.

Sin embargo, el problema con la fabricación es que es difícil hacer fluir la soldadura con piezas de orificio pasante en ambos lados. Puede hacerlo, pero es posible que deba realizar una gran cantidad de enmascaramiento de soldadura conforme, una vez para cada lado, y eso requiere mucho trabajo y es costoso. Algunas casas fabulosas tienen equipos especializados que permiten una soldadura más selectiva, pero hay costos de configuración involucrados en eso, por lo que, a menos que sea una gran corrida, el factor de costo por placa es significativo.

Sin embargo, al igual que con todas las placas con doble cara, el enrutamiento limita el ahorro de espacio. En un tablero denso, usar el otro lado no te da tanto espacio como imaginas y agrega un costo considerable.

Además, dado que las partes del orificio pasante ya son efectivamente de doble cara, los cables sobresalen hacia el otro lado, no puede volver a usar los puntos donde las cosas se asoman y necesita poder ver esos cables para soldarlos. De nuevo, te ahorra muy poco.

Usar SMT en lugar del orificio pasante es una mejor manera de reducir el tamaño.

Si el tablero aún es demasiado grande con SMT de ambos lados, su siguiente mejor opción es dividir el tablero en dos con conectores adecuados para que pueda hacer un emparedado. Eso puede diseñarse con ambas partes en un solo panel y fabricarse como una sola placa y dividirse y ensamblarse más tarde. Otra alternativa es construirlo en un circuito flexible y plegarlo.

Esto no ganará mucha densidad ...

En general, la carga de doble cara por el bien de la densidad solo vale la pena cuando SMT entra en juego, ya sea como una placa de tecnología mixta como se ve comúnmente en productos de consumo que utilizan soldadura por ola, o como una carga de doble cara mayormente SMT como se encuentra en tableros de mayor densidad con BGA y en los que se utiliza un proceso de combinación de reflujo / selectivo. Como señala Trevor, la mayor parte del espacio está ocupado por las áreas de la almohadilla, que no pueden superponerse de todos modos. Además, tratar de hacer una carga de doble cara con partes opuestas plantea problemas de separación de parte a placa frente al recorte de plomo, sin importar las graves dificultades con la secuencia de los pasos de relleno y soldadura, que incluso pueden forzar el ensamblaje manual de una placa o parcialmente relleno, soldado, luego relleno más y soldado nuevamente. Ambos son asesinos en producción.

Pero puede ser una ganancia en simplicidad de diseño

Sin embargo, he realizado una carga de doble cara en un diseño totalmente THT. ¿Por qué? Porque poner partes en la parte posterior de un tablero puede ser de gran ayuda para conseguir los autobuses de la manera correcta. Tener que pasar de IO0 a D7 y luego Q7 a DQ0 puede crear un esquema confuso; Además de eso, la anotación de este tipo de cosas es algo que no todas las herramientas soportan particularmente bien. En una situación de ensamblaje manual, es más fácil golpear la parte ofensiva en la parte inferior del tablero, especialmente si sus herramientas de diseño tienen un pobre soporte de anotación posterior, como mencioné anteriormente.

Uno puede imaginarse poniendo uno o dos componentes THT extra grandes en la parte inferior y el resto de la electrónica en la parte superior. Para lograrlo, deberá solicitar un palé de soldadura (un adaptador) para que su PCB mantenga las piezas en su lugar durante la soldadura. Costo adicional entre $ / € 700 y 2000 + algunos costos de producción adicionales. Pero los componentes THT deben ser realmente grandes y la ventaja obvia para que valga la pena. Es posible que se necesite una plataforma de soldadura u otro tipo de adaptador hecho a sí mismo también para la soldadura manual.

Además de lo que ya se ha dicho en términos de ganancia de espacio, colocar componentes TH en ambos lados complica el proceso de diseño exponencialmente, ya que lo único en mente es la accesibilidad de las almohadillas de soldadura de los componentes con un soldador. Eso suena como una pesadilla de retrabajo, a menos que solo sea un puñado de componentes. Según mi experiencia, es hora de pasar a los componentes de montaje en superficie, tal vez sin tener que cambiar por completo todos los componentes de TH, sino comenzar con los pasivos y usar los paquetes "más grandes" disponibles, como 1206 o 0805, que son lo suficientemente grande como para soldar con cualquier pieza de acero roma caliente. Una vez que gane confianza con la tecnología, nunca volverá a los componentes TH, a menos que no tenga otra opción.

Las partes pasantes son agradables ya que las patas crean sus propias vías para el enrutamiento en la parte inferior. El mismo componente que SMD necesita tener una vía agregada y, a menudo, es más ancho que a través del orificio cuando se utilizan cables de ala de gaviota. Supongo que si tenía grandes partes plásticas del cuerpo que necesitaban enfriamiento, colocarlas en la parte inferior y montar la placa completa contra una caja de metal podría ser útil.

SMT con un simple horno de reflujo me ha hecho la vida mucho más fácil. Refluimos con una vieja tostadora Sears de 4 elementos y una sonda de termopar en un multímetro para monitoreo de temperatura. Ahorra tiempo al ensamblar a mano o soldar cada cable con la mano, y como se señaló anteriormente, las piezas de tamaño 0805 y 1206 son bastante fáciles de colocar a mano (0603 y 0402, ¡olvídalo!). Las plantillas de pasta de soldadura mylar de 3 y 4 mil de espesor de Pololu.com son excelentes para tableros pequeños y muchos tamaños de almohadillas 'más grandes' como transistores, componentes TQFP de 44 conductores y 64 conductores, aunque no son tan buenos para paquetes TQFP de 100 conductores. El tono de las partes es el factor determinante. Comencé a pedir plantillas de metal de iteadstudio.com para tableros de 10 cm x 10 cm, el mylar se movía demasiado cuando se pegaba la soldadura en la plantilla, las plantillas de metal no

Hemos estado haciendo tableros de doble cara con componentes en ambos lados por un tiempo. El lado inferior se refluye primero, luego se enfría y se usa cinta Kapton en los componentes más grandes, como una just-in-case. Luego se pegan las almohadillas laterales superiores, se colocan las piezas y se vuelven a fluir nuevamente. Esto es realmente útil para obtener cristales, tapas y resistencias junto a los pines del microcontrolador en la parte inferior sin tener esas mismas partes en la parte superior para desviar los cables de los pines uC.

Los PLD / FPGA modernos, etc. hacen un trabajo increíble al eliminar los IC discretos. Las placas que diseñé hace 30 años que eran lógicas TTL de pared a pared ahora se pueden reemplazar por una sola FPGA. Con componentes de montaje en superficie, FPGA y micros integrados, las placas que hicimos hace 20-30 años serían un cuarto del tamaño o menos.