Un buen detective siempre puede detectar detalles que parecen completamente discretos. Pequeños problemas que pasan desapercibidos para otros pueden ser pistas para resolver un misterio. De igual manera, algunos agujeros en el diseño de una PCB pueden parecer insignificantes, pero sin estos "agujeros de mecanizado", la placa no cumplirá la función prevista ni se fabricará correctamente.
Individualmente, los agujeros de mecanizado en la placa de circuito impreso parecen comunes porque son agujeros pasantes de aspecto regular perforados en ella. Solo estudiando detenidamente su función podemos comprender realmente su importancia.
Algunos de estos agujeros pasantes se utilizan para conectar hardware a la placa de circuito impreso, mientras que otros se utilizan para facilitar la fabricación y el ensamblaje de la placa.
¿Cuál es la función de los agujeros de mecanizado en la PCB?
En el diseño y la fabricación de PCB, se suelen perforar orificios de diferentes tamaños en la placa, adecuados para distintas funciones. La mayoría de los orificios se utilizan para interconectar señales eléctricas entre capas, y algunos se utilizan para soldar componentes y montar diferentes hardware. Los orificios de montaje (también llamados "orificios de montaje") utilizados para conectar hardware pueden asociarse con el patrón de encapsulado del componente o marcarse por separado.
Además de permitir la soldadura de cables o pines a la placa, algunos componentes también cuentan con hardware de montaje para mayor soporte físico. Los conectores suelen atornillarse a la placa para proteger sus partes soldadas de la tensión de conectar y desconectar cables. Otros componentes más pesados o utilizados como interfaces también pueden atornillarse, como interruptores, ventiladores, baterías y altavoces.
Estos orificios también pueden ser necesarios para conectar los accesorios de montaje a las tomas de tierra o para conducir el calor a través de la placa y dispersarlo en las capas internas del plano. Finalmente, para instalar la PCB en su sistema, se suelen utilizar orificios de aislamiento para conectar los accesorios o soportes que deben montarse en la placa. Se pueden colocar orificios para las herramientas de la PCB en la placa para facilitar la coordinación de las diferentes etapas de fabricación. Estos orificios guían la placa a través de su proceso de ensamblaje, como la soldadura por reflujo, la soldadura por ola y la inspección óptica automatizada (AOI). Si la PCB necesita someterse a pruebas adicionales, los orificios para las herramientas también se utilizan durante el proceso de prueba.
¿Cuáles son los estándares de diseño para los orificios regulares?
Si se requieren orificios para las herramientas en la placa durante cualquier proceso de fabricación, el fabricante exigirá que se añadan al diseño.
Normalmente, el fabricante utiliza orificios ya existentes en la placa o los añade a los archivos de fabricación. Los orificios se crean para el montaje de los herrajes y deben mecanizarse con los parámetros de diseño correctos para que funcionen correctamente:
Ubicación: El número de orificios mecanizados y su ubicación dependen de los requisitos de la placa y del componente. Las hojas de datos de los componentes suelen especificar la ubicación de estos orificios, y los diseñadores deben incluirla en el diseño de la PCB.
Tamaño preferido: Esto también depende de los requisitos del componente. Normalmente, estas piezas utilizan tornillos de 4-40 o 6-32 y deben perforarse para que coincidan con los herrajes de montaje. Si el diseño no incluye orificios de montaje del sistema, los fabricantes de PCB suelen recomendar añadir algunos orificios comunes de 0,100 o 0,125 pulgadas para facilitar las opciones de montaje posteriores.
Revestimiento: Esto depende de los requisitos del hardware que se deba montar. Para el hardware que necesita conectarse eléctricamente a la placa, los orificios deben estar chapados y conectados a la red adecuada; de lo contrario, se deben utilizar orificios sin chapar.
Conexión plana: Los orificios chapados conectados a la placa de alimentación o a tierra no deben conectarse a ninguna otra placa para evitar cortocircuitos en las redes de alimentación y tierra. Un diseño incorrecto de los orificios de montaje puede interferir con las comprobaciones de las reglas de diseño.
Espaciado: Los orificios que alojan el hardware de montaje suelen requerir amplias áreas de blindaje a su alrededor. El hardware de montaje necesita suficiente espacio para un contacto seguro con la placa sin dañar los cables de los componentes ni las pistas y planos metálicos. La holgura adicional alrededor de los orificios chapados también es fundamental, y estos deben perforarse con mayor tamaño para que el material de chapado adicional los termine al tamaño requerido.
Aunque los orificios de mecanizado y de montaje puedan parecer poco influyentes en el diseño de la PCB, de hecho, el diseño y los orificios de montaje deben prestar la misma atención a los detalles que el proceso de diseño de la PCB. Además, existen muchos factores importantes en el diseño para la fabricación.
¿Cuáles son los factores que afectan la fabricación?
Además de los diferentes orificios para las herramientas de PCB necesarios para el montaje de hardware y herramientas de producción, también existen aspectos de diseño que deben tenerse en cuenta y que pueden afectar la fabricación de PCB. Estos incluyen las almohadillas de pasta de soldadura para los pines de los componentes de montaje superficial, la máscara de soldadura para proteger la placa y las marcas serigrafiadas para las marcas de referencia de los componentes y los logotipos corporativos.
Además, los diseñadores también deben prestar atención a las almohadillas de referencia. Son pequeñas almohadillas que se utilizan para la alineación de la PCB durante el ensamblaje automatizado. Las almohadillas de referencia se colocan generalmente en las esquinas y el centro de los dispositivos SMT grandes con un gran número de pines.
Cumplir con todos los requisitos para la fabricación y el ensamblaje de PCB puede ser un desafío para los diseñadores. Pero eso es precisamente lo que un buen ingeniero de diseño de PCB debe hacer.
