Con 5G Advanced e la futura 6G, i requisiti dei RF front‑end crescono rapidamente. Per eCPRI/O‑RAN RU e clock sync, la PCB determina SI, termica e reliability. THT/through-hole soldering resta fondamentale in high‑power/high‑frequency/high‑reliability. Qui vediamo come THT si usa nelle 5G/6G communication PCB, la collaborazione con SMT assembly, e come gestire parasitics mmWave, thermal risk e consistenza in produzione.
Ruolo del THT nel RF front‑end 5G/6G
Anche se SMT assembly domina, alcune funzioni RU richiedono THT/through-hole soldering:
Meccanica robusta: grandi RF connectors (4.3‑10, N‑type) → stress elevati. Il THT con PTH offre una robustezza superiore.
Power & heat: PA, cavity filter e power module generano calore; i PTH creano un percorso termico verticale verso planes/heatsink—utile per high-frequency PCB.
Vincoli package: passivi high‑Q spesso progettati per THT.
Il flusso mixed THT+SMT è gestito con Traceability/MES.
High‑Q filters in THT: parasitics e out‑of‑band rejection
Leads e vias THT introducono L/C parassite. In mmWave possono:
- spostare la center frequency,
- peggiorare la rejection (risonanze inattese),
- peggiorare return loss (mismatch).
Ottimizzazioni in NPI EVT/DVT/PVT con EM sim + test:
- ridurre lead length,
- grounding corto/largo + via fence,
- keep‑out e shield wall per ridurre coupling (LNA/PLL).
VNA validation su S‑parameters.
THT vs SMT: confronto per montaggio di cavity filter high‑Q
| Metric | THT/through-hole soldering | SMT Assembly |
|---|---|---|
| Mechanical reliability | Molto alta | Media (rischio per componenti grandi/pesanti) |
| Thermal performance | Eccellente via PTH | Buona, dipende dai thermal vias |
| Parasitic inductance | Più alta (serve ottimizzazione) | Molto bassa |
| Assembly density | Più bassa | Molto alta |
S‑parameter consistency: fixture + de‑embedding
In volume, piccole variazioni THT (fill/fillet/profile) impattano insertion loss e group delay. Servono:
- Fixture design (ICT/FCT) (impedance‑matched, low‑loss, connessione stabile al DUT),
- De‑embedding TRL/LRM,
- Traceability/MES con analisi CPK delle distribuzioni S‑parameters.
HILPCB through-hole assembly segue IPC-A-610 e combina AOI + X-Ray.
Mixed assembly (THT + SMT): thermal shock e reliability
Flow: prima SMT assembly (reflow), poi THT (wave/Selective/robotic). Rischi principali:
- BGA reliability: Low-void BGA reflow (vacuum reflow) riduce voids.
- Heat‑sensitive parts: Selective/robotic per riscaldare solo l’area THT.
- Warpage: materiali High‑Tg e stackup ottimizzato su multilayer PCB.
Key reminders per mixed assembly
- Prioritizzare Low-void BGA reflow: ridurre il rischio BGA nel secondo heat shock.
- Pianificare la sequenza: componenti più heat‑robust prima; THT lato opposto rispetto ai componenti sensibili.
- Usare selective soldering: proteggere zone sensibili e saldare THT in modo preciso.
- Fixture adeguato: Fixture design (ICT/FCT) deve garantire contatto stabile su tutti i test points.
- Traceability end‑to‑end: Traceability/MES per parametri dei cicli termici e FA.
THT in advanced manufacturing: automation, QC e traceability
Automatic insertion, Selective wave soldering e robotic soldering rendono il THT compatibile con il volume. Il cuore è Traceability/MES: parametri per joint (temp/time/solder lot) e correlazione con ICT/FCT. Così si passa NPI EVT/DVT/PVT e si scala con qualità.
HILPCB Turnkey Assembly integra SMT assembly e THT automatizzato, guidati da MES.
FAQ
Perché il THT resta rilevante nella produzione di PCB per comunicazioni 5G e 6G?
Perché alcuni prodotti di comunicazione richiedono ancora robustezza meccanica dei connettori, capacità di potenza, durata strutturale e tenuta termica che il solo SMT non riesce sempre a garantire. Front end RF, interfacce di potenza e hardware destinato al campo usano quindi componenti through-hole quando la resistenza del giunto di saldatura conta quanto la funzione elettrica. In questi casi il THT rimane una scelta ingegneristica mirata, non un'abitudine del passato.
Che cosa rende il THT più complesso sulle schede ad alta frequenza in mixed assembly?
La difficoltà principale è che la saldatura through-hole deve convivere con layout SMT densi, BGA sensibili e requisiti RF sulla stessa scheda. Un secondo ciclo termico può stressare i componenti già rifusi, mentre geometria dei connettori e parassitismi possono anche alterare il comportamento d'impedenza. Il team deve quindi controllare insieme qualità della saldatura, shock termico, warpage e correlazione di misura.
Perché de-embedding e strategia RF dei fixture sono importanti quando si valutano schede di comunicazione THT?
Perché l'effetto di connettori, fixture e strutture di launch può essere abbastanza grande da distorcere gli S-parameter misurati. Senza de-embedding il team può attribuire alla scheda o al processo di saldatura un comportamento che in realtà è causato dal setup di misura. Una buona strategia di fixture RF aiuta a separare la vera variazione di processo dagli artefatti del sistema di test.
Come dovrebbero controllare i team la consistenza THT nel passaggio da prototipo a produzione volume?
Dovrebbero combinare saldatura selettiva o altra automazione controllata con ispezione, verifica elettrica e raccolta dati tramite Traceability/MES. Parametri come temperatura di saldatura, dwell time, qualità di riempimento e storia del lotto devono essere collegati ai risultati funzionali e RF. È questo circuito chiuso che trasforma un singolo buon campione in un processo produttivo stabile e scalabile.
Conclusion
In 5G/6G, THT/through-hole soldering non è “obsoleto”: è indispensabile in specifici casi (meccanica, power, dissipazione). Il mmWave richiede approccio di sistema: parasitics nel design, controllo mixed process, de‑embedding in verifica e governance qualità via Traceability/MES. HILPCB supporta prodotti communication di nuova generazione con manufacturing e QC rigorosi.