Qual a diferença: furos escareados vs rebaixados em PCBs?

Ao projetar placas de circuito impresso (PCBs), os engenheiros frequentemente precisam criar furos na placa para montar componentes ou fixar conectores. Dois tipos comuns de furos são o escareado e o rebaixado. Embora possam parecer semelhantes à primeira vista, existem diferenças importantes entre furos escareados e rebaixados que impactam seu uso em PCBs. Ambos os termos são comumente usados na usinagem CNC. Normalmente, o escareado é um furo em forma de cone e o rebaixado é um furo cilíndrico de fundo plano.

Este artigo examinará as principais diferenças entre furos escareados e rebaixados e discutirá os usos ideais para cada um no design de PCB. O escareado possui ângulos diferentes, como 60°, 82° e 90°. Enquanto o rebaixado apresenta lados paralelos entre si sem conicidade. Então, vamos começar com Rebaixado vs Escareado.

Diferença entre um Furo Escareado e Rebaixado:

O que é um Furo Escareado?

Um furo escareado é mais complexo em comparação com seu equivalente devido ao seu processo de perfuração meticuloso. Um furo escareado tem uma forma canônica, que corresponde ao formato de um parafuso, o que significa que qualquer cabeça de parafuso fixada nele ficará ligeiramente abaixo da superfície da placa. A profundidade do furo pode variar, dependendo se o parafuso deve ficar visível no topo da placa ou ser inserido mais profundamente para cobrir o topo e esconder sua aparência.

O termo escareado também pode ser usado para descrever a fresa que está fazendo o furo na placa, o que permite que um parafuso escareado fique abaixo da superfície da placa quando colocado. É representado como ⌵. O escareado pode ser feito em 6 ângulos diferentes: 60°, 82°, 90°, 100°, 110° ou 120°, sendo os ângulos comumente usados 82° e 90°.

O que é um Furo Rebaixado?

Um furo rebaixado é provavelmente o primeiro parafuso que você precisará perfurar em sua placa PCB. Um furo rebaixado é um furo cilíndrico de fundo plano. Esses furos são predominantemente perfurados na superfície das placas para que as cabeças dos parafusos sejam fixadas internamente ou fiquem niveladas sob a superfície da placa. Também oferece uma aparência final limpa, pois os fixadores podem ser ocultados. É representado como ⌴.

Do ponto de vista da fabricação, os furos rebaixados são bastante simples, pois há relativamente pouco que você precisa saber e considerar antes de perfurar. Você simplesmente precisa saber sobre a profundidade da perfuração e as dimensões do topo e do corpo do parafuso. Isso, no entanto, significa que os furos rebaixados são adequados apenas para cabeças de parafuso padrão e há pouca flexibilidade no dimensionamento ou variação.

Considerações de Design ao Selecionar um Tipo de Furo

Ao planejar um layout de PCB, os engenheiros devem ponderar os seguintes fatores ao escolher entre furos escareados vs. rebaixados:

1) Espaço Disponível na Placa: Escareados exigem mais área devido à sua forma cônica.

2) Localização da Camada da PCB: Escareados otimizam camadas externas, enquanto rebaixados são melhores para camadas internas.

3) Resistência ao Cisalhamento Necessária: Rebaixados fornecem juntas de parafuso mais fortes do que furos escareados.

4) Exposição Ambiental: Furos escareados melhoram a impermeabilização para PCBs externas.

5) Prioridades Estéticas: Furos escareados proporcionam um acabamento superficial mais liso.

Considerar esses critérios no início do processo de design ajudará a garantir que o tipo de furo selecionado forneça a funcionalidade correta para a aplicação. Uma vez selecionado o tipo de furo, etapas adequadas de perfuração e acabamento são necessárias para obter uma PCB funcional e confiável.

Perfurando e Acabando Furos Escareados vs Rebaixados:

Como Perfurar um Furo Escareado?

Normalmente, esses tipos de furos são feitos por máquinas de perfuração automáticas em nossa fábrica. Mas para perfurar os furos manualmente, estas são algumas etapas que podem ser seguidas:

1) Seleção de Ferramentas: Organize todas as ferramentas e materiais necessários, como furadeira, broca para escarear e equipamentos de segurança. Com um lápis, marque o centro do furo onde o escareado será feito. Selecione a broca para escarear de acordo com o ângulo e tamanho. Os ângulos comumente usados são 82° e 90°. Coloque a broca para escarear no mandril da furadeira ou prensa de perfuração.

2) Profundidade de Perfuração: Defina a profundidade de perfuração ou use o limitador de profundidade na prensa de perfuração para controlar o escareado. O objetivo é fazer furos que ajudem a cabeça do parafuso a ficar nivelada com a superfície do ponto de trabalho.

3) Processo de Perfuração: Posicione a prensa de perfuração no ponto central marcado e comece a perfurar. Abaixe a broca para escarear na peça de trabalho. Use pressão para perfurar e fazer um furo escareado suave. Quando o furo escareado estiver pronto, pare a perfuração e verifique a profundidade e o ângulo do escareado. Certifique-se de que a cabeça do parafuso se encaixe completamente no escareado sem se projetar sobre a superfície da peça de trabalho. Se houver bordas ásperas ou rebarbas nos furos escareados, uma lixa pode ser usada para limpar a superfície.

Como Perfurar um Furo Rebaixado?

1) Seleção de Ferramentas:

É necessária uma prensa de perfuração ou furadeira portátil, uma broca para rebaixar e alguns instrumentos de segurança, como óculos de proteção e proteção auricular. O tamanho da broca para rebaixar deve ser maior que a cabeça do parafuso ou cavilha. O rebaixado fará um furo de fundo plano com um encaixe maior para acomodar parafusos ou fixadores.

2) Dimensionamento e Brocas: Coloque uma broca pequena no mandril da furadeira e, em seguida, aperte o mandril para fixar a broca na posição. Configure a prensa de perfuração para controlar a profundidade do furo. Isso garante que o furo terá uma profundidade precisa e não será excessivamente profundo.

3) Processo de Perfuração: Posicione a broca no ponto central marcado e inicie a furadeira lentamente. A broca faz um furo piloto no componente de trabalho. Este furo serve de guia para a broca de rebaixar. Introduza a broca de rebaixar no furo piloto e comece a perfurar lentamente. Use pressão moderada na furadeira para garantir um rebaixado suave.

Principais Diferenças Entre Furos Escareados e Rebaixados:

Embora ambos os tipos de furo permitam que o hardware fique nivelado na superfície da placa, existem algumas diferenças importantes que impactam seu uso:

1) Forma do Furo: A diferença primária é a forma do furo. Escareados são cônicos, enquanto rebaixados têm paredes cilíndricas retas. Isso impacta o quão nivelado o fixador fica contra a placa.

2) Tamanho da Abertura Superior: Relacionado a isso, o tamanho da abertura superior varia entre os dois furos. O topo de um escareado afunila suavemente a partir da largura total do furo. Um rebaixado tem um corte concêntrico mais largo no topo que corresponde ao diâmetro do fixador.

3) Paredes Verticais: Escareados têm paredes laterais anguladas, enquanto rebaixados têm paredes verticais. Paredes verticais fornecem mais resistência ao cisalhamento para fixadores.

4) Largura da Abertura Inferior: A abertura inferior de um furo rebaixado é mais larga do que a de um escareado de tamanho comparável. Isso proporciona mais flexibilidade de design ao selecionar tamanhos de fixadores.

5) Remoção de Material: Mais material é removido da PCB para criar um escareado. Rebaixados conservam o material e a resistência da PCB.

O escareamento é um processo mais simples que o rebaixamento e necessita de instrumentos menos complicados. É um processo mais rápido que o rebaixamento, pois usa menos etapas. Por outro lado, os fixadores escareados não são tão fortes quanto os rebaixados, pois a carga é distribuída por uma área pequena. Não é o melhor para materiais duros, pois o processo pode resultar em rachaduras no material.

Aplicação e Cenários de Casos de Uso:

Usos Comuns para Furos Escareados:

● Montagem de parafusos nivelados nas superfícies externas de PCBs.

● Acomodação de cabeças de parafusos de perfil baixo que precisam ficar niveladas com a superfície da placa.

● Fornecimento de uma superfície aerodinâmica lisa em camadas externas expostas da PCB.

● Montagem de PCBs em painéis finos de alumínio ou tampas.

Usos Comuns para Furos Rebaixados:

● Montagem de parafusos de máquina e cavilhas que precisam de alta resistência ao cisalhamento.

● Permitir que arruelas ou espaçadores fiquem nivelados com a superfície da PCB.

● Acomodação de cabeças de fixadores maiores com mínima remoção de material.

● Fornecimento de resistência máxima para conexões de parafuso fortemente carregadas.

● União segura de camadas internas da PCB, minimizando imperfeições na superfície.

Qual Tipo de Furo é Mais Adequado no Design de PCB?

Vamos mergulhar em seu uso na PCB. No entanto, ambos os tipos de furos são usados principalmente em superfícies de madeira e metal. Ao entender as principais diferenças e casos de uso dos furos rebaixados e escareados, a decisão mais adequada pode ser tomada. Durante o processo de montagem da PCB, a maioria dos fabricantes usará o método de rebaixamento em vez do escareamento, a fim de evitar qualquer dano desnecessário à PCB, pois o escareamento requer o uso de um ângulo e profundidade adicional da broca. O escareamento também requer mais equipamentos e recursos, o que pode adicionar tempo ao processo de fabricação com o risco de causar danos à placa.

Conclusão

Tanto os furos escareados quanto os rebaixados usam diferentes tipos de parafusos em distintos tipos de materiais. No entanto, ambos funcionam de maneira semelhante em uma PCB. Um escareado faz um furo em forma de cone, enquanto um rebaixado faz um furo de forma cilíndrica. Este artigo explica brevemente a definição, semelhanças, diferenças e processos de perfuração de ambos os furos escareados e rebaixados. Além disso, este artigo mostra como e quando usar essas brocas em uma PCB de acordo com seu uso e aplicação.

Escareados fornecem uma superfície externa nivelada, enquanto rebaixados maximizam a resistência ao cisalhamento, especialmente em camadas internas. Com os processos corretos de perfuração e acabamento, ambos os tipos de furo podem ser implementados com sucesso em placas de circuito impresso. Considerar as principais diferenças descritas neste artigo levará a designs de furos de PCB robustos e confiáveis.

Perguntas Frequentes

P: Quando devo escolher um furo escareado em vez de um furo rebaixado?

Opte por um furo escareado quando uma superfície lisa e nivelada for necessária por razões estéticas, eficiência aerodinâmica ou proteção contra intempéries. Use um furo rebaixado quando alta resistência ao cisalhamento for essencial ou ao acomodar cabeças de fixadores maiores em camadas internas.

P: Os furos escareados enfraquecem mais a PCB do que os furos rebaixados?

Sim, os furos escareados tendem a reduzir mais a resistência porque removem mais material com sua conicidade angular, enquanto os furos rebaixados preservam mais o material.

P: É possível perfurar um escareado e um rebaixado no mesmo furo?

Embora seja viável criar um furo combinado, isso requer etapas de perfuração extras e medições precisas. Geralmente, é mais fácil optar por um tipo de furo.

P: Qual é o melhor método para acabar um furo escareado?

Após a perfuração, use um cone abrasivo para escarear dimensionado para o furo. Aplique pressão suave para rebarbar e melhorar o encaixe do fixador. Tenha cuidado para não dar acabamento excessivo, pois isso pode alargar o furo.

P: Como as dimensões para rebaixados e escareados são especificadas?

Para rebaixados, tanto o diâmetro do furo menor quanto o diâmetro maior do rebaixado são especificados. Para escareados, os diâmetros maior e menor são listados e, às vezes, o ângulo de conicidade também é incluído.