Todo sobre los agujeros de herramientas en PCB: Qué son y dónde van

A muchos diseñadores les encanta centrarse en el PCB, pero si un diseño va a convertirse alguna vez en un producto real, tendrás que considerar el lado mecánico y de fabricación del diseño. Los agujeros de herramientas en el PCB son una característica mecánica importante que te ayuda a llevar tu diseño a través de la fabricación. Los agujeros de herramientas no son lo mismo que los agujeros de montaje, y son necesarios para asegurar una placa a una mesa de trabajo durante la fabricación.

Aunque los agujeros de herramientas probablemente sean la característica más simple en un PCB, hay algunas pautas básicas que se deben seguir al determinar dónde colocar los agujeros de herramientas. Una vez que consultes con tu fabricante sobre sus requisitos de panel y herramientas, o si has decidido hacer tu propio panel, los agujeros de herramientas pueden colocarse con las características estándar de pad y agujero en tu software de diseño de PCB. Aquí te explicamos cómo funciona esto y algunas mejores prácticas para los agujeros de herramientas en tu diseño.

Trabajando con Agujeros de Herramientas en PCB

Los agujeros de herramientas probablemente serán una de las características más simples en tu PCB, pero son críticos para la fabricación y el ensamblaje. Hay tres puntos principales a considerar al determinar dónde y cómo colocar los agujeros de herramientas en tu PCB:

• Colocación durante la panelización
• Tamaño y chapado
• Colocación con fiduciales

¿Circuitos impresos o Paneles?

El primer elemento que puede parecer una pregunta obvia es: ¿dónde deben colocarse los agujeros de herramientas? Los agujeros de herramientas se colocan en el panel en lugar de en una placa de circuito, especialmente cuando se colocan placas en un arreglo. Se debe notar que los fabricantes producen paneles, no placas individuales; los agujeros de herramientas de PCB se utilizan para ayudar en la fabricación, por lo que deben colocarse en el panel. La imagen a continuación muestra cómo deben colocarse los agujeros de herramientas en un riel desprendible en un panel de PCB.

Si estás diseñando tu propio panel y rieles desprendibles, puedes colocar agujeros de herramientas de PCB en el área del riel o en las esquinas del panel. Los fabricantes con los que trabajo aceptarán un panel de cliente siempre que se ajuste a su tamaño, pero no requieren que envíes un panel con tus archivos de diseño. Generalmente, ellos crearán el panel por sí mismos, incluyendo agujeros de herramientas de PCB, y esto se incluirá en sus costos de NRE. Si deseas crear tu propio panel, asegúrate de incluir agujeros de herramientas. Incluso si inicialmente se colocan en el lugar equivocado, tu fabricante aún puede arreglar el panel para que tu placa pueda pasar por la fabricación.

Me gustaría señalar que he visto recomendaciones de colocar agujeros de herramientas directamente en el PCB terminado, incluyendo sugerencias de un fabricante. No estoy seguro de si querían decir "agujero de montaje" ya que claramente se referían a un solo PCB, no a un panel. La mayoría de las guías, incluidas las de casas de fabricación y ensamblaje, indicarán claramente que se deben poner los agujeros de herramientas en el panel del PCB. Con esto en mente, veamos las diferencias entre los agujeros de herramientas y los agujeros de montaje del PCB.

Agujeros de Herramientas vs. Agujeros de Montaje

Algunas guías afirmarán que los agujeros de herramientas y los agujeros de montaje son lo mismo, pero esto no necesariamente es cierto. La principal diferencia es el chapado: los agujeros de herramientas del PCB son agujeros pasantes no chapados, mientras que los agujeros de montaje suelen estar chapados. La otra diferencia es el tamaño: los agujeros de herramientas del PCB generalmente tendrán algunos tamaños estándar imperiales o métricos, y su fabricante puede recomendar tamaños específicos de agujeros de herramientas del PCB para que su placa pueda ser incorporada a su proceso sin modificaciones. Los tamaños de los agujeros de montaje solo están estandarizados al hardware de montaje utilizado para montar la placa en su carcasa.

Al usar agujeros de montaje con hardware metálico, el agujero debe estar conectado a tierra, ya sea conectándolo a una pista conectada a tierra o a un plano de tierra/derrame de cobre. El agujero pasante recubierto también debe tener una almohadilla expuesta para proporcionar una conexión eléctrica de baja resistencia a un montaje metálico. El efecto básico de colocar algún conductor a tierra extra en la placa es proporcionar un blindaje adicional y prevenir la capacitancia parásita de cualquier conductor flotante. Prefiero conectar a tierra a una gran región de derrame de cobre o a un plano ya que un montaje metálico grande también puede actuar como un disipador de calor y extraer algo de calor extra de la placa hacia el recinto.

Fiduciales

Otro punto importante son los fiduciales, que se utilizan para asegurar que una máquina de impresión de esténcil, una máquina de colocación y una máquina de inspección óptica automatizada (AOI) puedan determinar la orientación de su PCB. Los fiduciales deben colocarse en 3 esquinas del diseño del PCB para que la orientación del PCB desnudo sea clara. Sin embargo, también deben colocarse en el panel para que se puedan identificar las esquinas. Para simplificar, solo coloque los fiduciales en las esquinas desplazadas de los agujeros de herramientas del PCB, y siga las recomendaciones de tamaño de su ensamblador.

Colocación de un Agujero de Herramienta en el PCB

Colocar agujeros de herramienta es simple: solo use la función “colocar pad” o “colocar agujero” en su software de diseño. Las excelentes herramientas CAD para PCB le permitirán definir agujeros específicos como chapados o no chapados; simplemente establezca el agujero como no chapado y defina el diámetro requerido, y habrá terminado con el diseño del agujero de herramienta. Software de diseño de PCB como Altium Designer facilita esto con un conjunto completo de herramientas CAD para el diseño y la disposición de PCB.

No importa qué tipos de agujeros de herramientas para PCB u otras características necesites incluir en el diseño de tu placa de circuito, puedes crear diseños de alta calidad y preparar tu PCB para la fabricación con las herramientas de diseño de PCB en Altium Designer. Cuando hayas terminado tu diseño y quieras enviar los archivos a tu fabricante, la plataforma Altium 365™ facilita la colaboración y el compartir tus proyectos.

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