SMD frente a componentes de orificio pasante en entornos de alta vibración

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Esta es más una pregunta de opinión que una pregunta de información. Estoy diseñando algunas placas que funcionarán cerca de actuadores de tamaño decente, así que le pregunto, ¿qué es más resistente a un 0805 SMD o una resistencia de 7 mm a través de orificios?

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— JPWack
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Buena pregunta. Me inclino por decir que menos soldadura en un smd causa menos posibilidades de agrietamiento, pero no tengo nada que me respalde.

— Kellenjb

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relacionado: Diseño de placa para entornos de alto impacto

— davidcary

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Los únicos problemas de SMT por vibración (SAE J1455) que he visto para componentes comunes son fallas para electrolíticos de aluminio grandes. La solución es simplemente anclarlos con una gota de silicona.

Una resistencia 0805 no se caerá de la vibración pura a menos que haya una tremenda deformación de la placa (entonces puede fracturarse), o a menos que la exponga a varios miles de g de forma rutinaria (en cuyo caso tiene cosas más grandes para preocuparse por).

Una resistencia 0805 pesa alrededor de 4 miligramos, y la libra de fuerza que acabo de poner en una (en una PCB en mi escritorio) con la uña no hizo nada, ¿eso es equivalente a aproximadamente 113,000 veces la gravedad de la Tierra ?

— Nick T
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Excelente respuesta, Nick. En mi experiencia también, nunca he visto una resistencia SMT romperse, incluso en entornos de alta vibración. (Aunque, sinceramente, nunca usamos resistencias de orificio pasante en ese entorno, por lo que no sé si se romperían o no). He visto muchas tapas electrolíticas SMT relativamente grandes y tapas electrolíticas de agujero pasante y osciladores de cristal que fallarían en el campo hasta que comenzaran a agregar epoxi para anclarlos a la placa de manera más segura.

— davidcary

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Menos masa tiene que ser mejor, y una resistencia SMD tiene mucha menos masa que el agujero pasante.

— mikeselectricstuff
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Por otra parte, algo con menos masa requiere menos fuerza para desalojar, ¿verdad?

— Thomas O

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@Thomas O, para nada. La masa solo es relevante en relación con la cantidad de fuerza necesaria para desalojar el objeto. Todas las demás cosas son iguales (es decir, el mismo método de fijación, por lo tanto, la misma fuerza requerida para desalojar), menos masa es más difícil de desalojar sacudiéndola porque la masa más pequeña genera menos fuerza en una cantidad dada de movimiento.

— Michael Kohne el

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¿Estás en contra de las fuerzas de torsión? ¿O solo vibración? El componente SMD tiene un poco menos de masa, por lo que para una cantidad dada de vibración ejercerá menos tensión en sus articulaciones. Por otro lado, al componente de orificio pasante no le importará tanto si la placa se está flexionando porque tiene cables que deberían permitir que se mueva un poco.

— Michael Kohne
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He tenido problemas con los condensadores de montaje en superficie microfónicos (que convierten la vibración en señal) que se resolvieron al cambiarlos a un orificio pasante

— endolito
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He visto placas con condensadores colocados por un orificio pasante y el resto de componentes colocados por smt. Supongo que es mejor hacerlo de esta manera ..

— VV Rao

Los condensadores de orificio pasante están disponibles en capacidades mucho más grandes y, en mi experiencia, son generalmente más baratos. Eso también tiene en cuenta las causas.

— Connor Wolf

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Un amigo mío que hace tableros de control para turbinas eólicas (léase: alta vibración, alta confiabilidad) jura por SMD, específicamente BGA, incluso QFP tiene pasadores demasiado largos y sufrirá fatiga demasiado pronto en esa aplicación.

Cuanto más cortos son los pasadores, más rígido es el soporte y mayor es la confiabilidad.

Sin embargo, debe proteger la placa de la deformación, porque no hay ceder en esas conexiones rígidas y los BGA se agrietarán antes de saltar de la placa.

— dren.dk
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para el diseño en el rol anterior de defensa y aeroespacial, someteríamos nuestros tableros y gabinetes a grandes cantidades de golpes y vibraciones para cumplir con los estándares requeridos.

Desde la perspectiva de la construcción, cualquier placa con componentes más grandes (o donde sea posible) estaría equipada con soportes antivibración (AV) de algún tipo.

En general, nunca tuvimos problemas con los componentes de montaje en superficie. Los condensadores electrolíticos grandes, inductores, transformadores, etc. normalmente necesitarían un poco de adhesivo adicional. Para esto se usó poli-sulfuro, no es un químico agradable para trabajar, pero cumpliría con los estrictos requisitos ambientales de las industrias de defensa y aeroespaciales, y evitaría que los componentes grandes vibren.

— aplastante
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Mike tiene razón: menos masa es mejor, ya que la pieza ejercerá menos fuerza sobre la soldadura cuando vibre. Por lo tanto, el SMT será mejor, incluso cuando PTH tiene un contacto de soldadura más grande. (Una resistencia 0402 pesa solo 1 miligramo).

Cuando estaba en la universidad, aprendimos que en entornos de muy alta vibración usarían envoltura de alambre en lugar de soldar. Pero eso fue hace muchas lunas, y creo que las técnicas de soldadura han mejorado desde entonces. El transbordador espacial aún no existía (hablando de alta vibración)

— stevenvh
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Sí, las conexiones en el AGC son conexiones de cable embebido en epoxi (en maceta). El transbordador espacial tiene una vibración bastante alta, pero sospecho que los cohetes Apollo fueron peores.

— davidcary