Furos Escareados no Design de PCB

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 PCBs. O escareado possui diferentes ângulos, como 60°, 82° e 90°. Enquanto o rebaixado apresenta lados paralelos entre si, sem conicidade. Neste artigo, vamos nos aprofundar nos furos escareados, explorando seu processo de perfuração, aplicações e considerações-chave de design.

O que é um Furo Escareado?

Um furo escareado é mais complexo em comparação com sua contraparte 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°.

Por que os Furos Escareados são Importantes?

Os furos escareados vão muito além de uma decisão de design. Eles afetarão significativamente a vida útil e o desempenho da sua PCB:

1. Estabilidade Melhorada: Ao permitir que os fixadores fiquem nivelados com a PCB, os furos escareados aumentam a estabilidade mecânica, tornando-os ideais para dispositivos propensos a vibração ou movimento, como smartphones ou eletrônicos automotivos.

2. Aparência Elegante: Para produtos onde a estética importa, os parafusos escareados proporcionam um acabamento limpo e profissional ao ficarem abaixo da superfície, perfeito para gadgets de estrutura aberta ou vestíveis.

3. Otimização de Espaço: Em designs de PCB de alta densidade, os furos escareados economizam espaço ao evitar a protrusão dos fixadores, permitindo mais espaço para componentes e roteamento em placas compactas.

4. Benefícios Elétricos e Térmicos: Em alguns casos, parafusos de cabeça chata em furos escareados podem servir como pontos de aterramento ou ajudar a dissipar o calor, melhorando tanto a eficiência elétrica quanto a térmica.

Como Perfurar um Furo Escareado?

Normalmente, esses tipos de furos são feitos por máquinas de perfuração automáticas em nossa unidade de fabricação. Mas para perfurar os furos manualmente, estes são alguns passos que podem ser seguidos:

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 na prensa de perfuração.

2. Profundidade de Perfuração: Defina a profundidade de perfuração ou use o limitador de profundidade na prensa de perfuração para controlar a profundidade do escareado. O objetivo é fazer furos que permitam que a cabeça do parafuso fique 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 feito, interrompa 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 arestas ásperas ou rebarbas nos furos escareados, uma lixa pode ser usada para limpar a superfície.

Considerações de Design para Furos do Tipo Escareado:

Projetar para furos escareados requer consideração em vários aspectos:

Escolha dos parafusos: O tipo de parafuso que você pretende usar definirá a profundidade e o ângulo adequados do escareado.

Espessura da PCB: A espessura de suas PCBs afetará a profundidade do furo escareado, também conhecida como profundidade do rebaixo.

Espaço livre para componentes: Certifique-se de que o furo escareado permita espaço suficiente para evitar conflitos com os componentes ao redor.

Tolerância de fabricação: Para garantir um encaixe satisfatório, leve em consideração a tolerância da PCB e do conjunto do parafuso.

Ângulo de chanfro: O ângulo entre a parede do furo e a superfície da placa é geralmente de 90-100°. Ângulos maiores que 100° aumentam a folga da cabeça, mas diminuem o suporte da borda. Ângulos abaixo de 90° são possíveis, mas mais difíceis de fazer.

Aplicação e Cenário de Caso de Uso do Furo Escareado:

• 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 ou tampas finas de alumínio.

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 de ambos os 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 furos escareados. Além disso, este artigo mostra como e quando usar essas brocas em uma PCB de acordo com seu uso e aplicação. Para mais informações sobre o tipo de furo, visite nosso guia recente sobre furos do tipo escareado e rebaixado em um design de PCB.