Tudo Sobre Furos de Ferramentas em PCBs: O Que São e Onde Ficam

Muitos designers adoram focar na PCB, mas se um projeto algum dia for transformado em um produto real, você terá que considerar o lado mecânico e de fabricação do design. Os furos de ferramenta na PCB são uma característica mecânica importante que ajuda a levar seu design através da fabricação. Furos de ferramenta não são o mesmo que furos de montagem, e são necessários para fixar uma placa a uma mesa de trabalho durante a fabricação.

Embora os furos de ferramenta sejam provavelmente a característica mais simples em uma PCB, existem algumas diretrizes básicas que devem ser seguidas ao determinar onde colocar os furos de ferramenta. Uma vez que você consulte seu fabricante sobre seus requisitos de painel e ferramenta, ou se você decidiu fazer seu próprio painel, os furos de ferramenta podem ser colocados com os recursos padrão de pad e furo no seu software de design de PCB. Aqui está como isso funciona e algumas melhores práticas para furos de ferramenta no seu design.

Trabalhando com Furos de Ferramenta em PCB

Os furos de ferramenta provavelmente serão uma das características mais simples na sua PCB, mas são críticos para a fabricação e montagem. Existem três pontos principais a considerar ao determinar onde e como colocar furos de ferramenta na sua PCB:

• Colocação durante a panelização
• Tamanho e revestimento
• Colocação com fiduciais

Placas de Circuito ou Painéis?

O primeiro item que pode parecer uma questão óbvia é: onde os furos de ferramenta devem ser colocados? Os furos de ferramenta são colocados no painel, em vez de em uma placa de circuito, especialmente ao colocar placas em um arranjo. Deve-se notar que os fabricantes produzem painéis, não placas individuais; os furos de ferramenta da PCB são usados para auxiliar na fabricação, portanto, eles devem ser colocados no painel. A imagem abaixo mostra como os furos de ferramenta devem ser colocados em um trilho destacável em um painel de PCB.

Se você está projetando seu próprio painel e trilhos destacáveis, você pode colocar furos de ferramenta da PCB na área do trilho ou nos cantos do painel. Os fabricantes com quem trabalho aceitarão um painel do cliente desde que ele se encaixe no tamanho deles, mas eles não exigem que você envie um painel com seus arquivos de design. Geralmente, eles criarão o painel por conta própria, incluindo furos de ferramenta da PCB, e isso será incluído nos custos de NRE. Se você deseja criar seu próprio painel, certifique-se de incluir furos de ferramenta. Mesmo que inicialmente sejam colocados no lugar errado, seu fabricante ainda pode corrigir o painel para que sua placa possa passar pela fabricação.

Gostaria de observar que já vi recomendações para colocar furos de ferramenta diretamente na PCB acabada, incluindo de um fabricante. Não tenho certeza se eles queriam dizer "furo de montagem", pois estavam claramente se referindo a uma única PCB, não a um painel. A maioria das diretrizes, incluindo as de casas de fabricação e montagem, afirmará claramente para colocar furos de ferramenta no painel da PCB. Com isso em mente, vamos olhar as diferenças entre furos de ferramenta de PCB e furos de montagem.

Furos de Ferramenta vs. Furos de Montagem

Alguns guias afirmarão que furos de ferramenta e furos de montagem são a mesma coisa, mas isso não é necessariamente verdade. A principal diferença é o revestimento: furos de ferramenta de PCB são furos passantes não revestidos, enquanto furos de montagem são tipicamente revestidos. A outra diferença é o tamanho: furos de ferramenta de PCB geralmente têm alguns tamanhos padrão imperial ou métrico, e seu fabricante pode recomendar tamanhos específicos de furos de ferramenta de PCB para que sua placa possa ser inserida em seu processo sem modificações. Os tamanhos dos furos de montagem são padronizados apenas para o hardware de montagem usado para fixar a placa em seu invólucro.

Ao usar furos de montagem com hardware metálico, o furo deve ser aterrado, seja conectando a uma trilha aterrada ou a um plano de terra/derramamento de cobre. O furo passante revestido também deve ter uma almofada exposta para fornecer uma conexão elétrica de baixa resistência a um suporte metálico. O efeito básico de colocar algum condutor aterrado extra na placa é fornecer alguma blindagem adicional e prevenir a capacitância parasita de qualquer condutor flutuante. Prefiro aterrar em uma grande região de derramamento de cobre ou em um plano, pois um grande suporte metálico também pode agir como um dissipador de calor e retirar algum calor extra da placa para o invólucro.

Fiduciais

Outro ponto importante são os fiduciais, que são usados para garantir que uma máquina de impressão de estêncil, máquina de colocação e máquina de inspeção óptica automatizada (AOI) possam determinar a orientação da sua PCB. Os fiduciais devem ser colocados em 3 cantos do layout da PCB para que a orientação da PCB nua fique clara. No entanto, eles também devem ser colocados no painel para que os cantos possam ser identificados. Para simplificar, basta colocar os fiduciais nos cantos deslocados dos furos de ferramentas da PCB, e seguir as recomendações de tamanho do seu montador.

Colocando um Furo de Ferramenta na PCB

Colocar furos de ferramenta é simples: basta usar a função “colocar pad” ou “colocar furo” no seu software de design. Ferramentas CAD de PCB excelentes permitirão que você defina furos específicos como revestidos ou não revestidos; simplesmente ajuste o furo para não revestido e defina o diâmetro necessário, e você terá terminado o design do furo de ferramenta. Softwares de design de PCB como o Altium Designer facilitam isso com um conjunto completo de ferramentas CAD para design e layout de PCB.

Não importa quais tipos de furos de ferramentas ou outras características você precise incluir no layout da sua placa de circuito impresso, você pode criar designs de alta qualidade e preparar sua PCB para fabricação com as ferramentas de design de PCB no Altium Designer. Quando você terminar seu design e quiser liberar os arquivos para o seu fabricante, a plataforma Altium 365 facilita a colaboração e o compartilhamento dos seus projetos.

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