Qué son los orificios de acceso

Los orificios presentes en una placa de circuito impreso pueden clasificarse en tres tipos: orificios pasantes recubiertos (PTH), orificios pasantes no recubiertos (NPTH) y orificios de vía. Es importante señalar que no deben confundirse con ranuras o recortes.

Las vías son esencialmente orificios chapados que sirven para conectar pistas de diferentes capas, en lugar de utilizarse para montar componentes de orificio pasante como los orificios normales. Es importante señalar que, aunque los orificios también pueden utilizarse para conectar pistas de distintas capas, su función principal es montar componentes de orificio pasante.

Una vía es un orificio pasante chapado (PTH) en una placa de circuito impreso que sirve para proporcionar conectividad eléctrica entre diferentes capas de la placa de circuito impreso conectando trazas en diferentes capas. No está pensada para montar cables de componentes y, por lo tanto, suele tener un orificio y un diámetro de pastilla pequeños.

Las pequeñas aberturas en una placa de circuito impreso donde se aplica la soldadura se denominan comúnmente "agujeros de soldadura" o "agujeros pasantes". Estos agujeros también pueden denominarse "agujeros de alfiler" o "agujeros de soplado", que se producen por la desgasificación de la placa impresa durante el proceso de soldadura. La formación de estos agujeros durante la soldadura por ola suele estar relacionada con el grosor del revestimiento de cobre.

La tecnología de agujeros pasantes es un proceso de fabricación muy utilizado en electrónica. Consiste en insertar los cables de los componentes a través de orificios perforados en una placa de circuito impreso (PCB) y soldarlos a las almohadillas del lado opuesto. Esto puede hacerse manualmente o mediante inserción automatizada.

Un agujero ciego y un agujero pasante se diferencian por su profundidad. Un agujero pasante atraviesa toda la pared de una pieza, creando aberturas a ambos lados. En cambio, un agujero ciego tiene una profundidad específica y no atraviesa el otro lado de la pieza.

La tecnología de agujeros pasantes ofrece una ventaja significativa, ya que da lugar a una conexión más robusta entre la placa y los componentes. Esto la convierte en la opción ideal para componentes de mayor tamaño sometidos a alta potencia, alta tensión y tensión mecánica, como transformadores, conectores y semiconductores.

Los dos tipos principales de componentes pasantes son los de paso axial y los de paso radial. Los componentes de paso axial tienen los cables en ambos extremos y salen de la pieza en línea recta. Por otro lado, los componentes de paso radial tienen ambos cables en un lado.

Los componentes PCB con orificios pasantes son preferibles para productos de alta fiabilidad que requieren interconexiones más fuertes entre las capas. Por el contrario, los componentes SMT solo se fijan mediante soldadura superficial, mientras que los pasantes atraviesan la placa, lo que los hace más resistentes a las agresiones ambientales.

En el proceso de taladrado de placas de circuito impreso, se crean varios tipos de orificios, como orificios para componentes, orificios mecánicos y orificios pasantes (incluidos orificios ciegos, orificios enterrados, microorificios y orificios pasantes). Para lograr la precisión necesaria, los orificios suelen crearse mediante un taladro manual o láser para PCB.

La tecnología de montaje superficial permite una mayor capacidad de fabricación en comparación con la tecnología de taladro pasante. Esto se debe al proceso de montaje automatizado que implica la tecnología SMT. Sin embargo, la tecnología de taladro pasante está mejor equipada para soportar las tensiones ambientales y crea uniones más fuertes entre los componentes.

Existen dos tipos de orificios de montaje en las placas de circuito impreso: con soporte y sin soporte. Los orificios con soporte están chapados y suelen estar conectados al plano de tierra, mientras que los orificios sin soporte no están chapados y requieren una zona exterior de retención para evitar interferencias con otros componentes y trazas, ya que no están conectados a una capa de plano de tierra.

La soldadura BGA (Ball Grid Array) es una técnica que consiste en el montaje permanente de circuitos integrados utilizando una rejilla de bolas de soldadura debajo de los componentes. A diferencia de las técnicas SMT o de agujeros pasantes, en las que sólo se suelda el perímetro de los componentes, la BGA utiliza toda la superficie inferior del dispositivo para las conexiones, lo que da lugar a una conexión más completa y eficaz.

SMD y SMT son dos términos que a menudo se utilizan indistintamente, pero en realidad se refieren a cosas diferentes. SMD son las siglas de surface mount device (dispositivo de montaje superficial) y se refiere al componente electrónico en sí que se monta en una placa de circuito impreso. Por otro lado, SMT significa tecnología de montaje superficial y se refiere al proceso de colocación de componentes electrónicos en una placa de circuito impreso. Así pues, la principal diferencia entre SMD y SMT es que SMD es el componente, mientras que SMT es el proceso utilizado para montar el componente en la placa de circuito impreso.

La tecnología de orificios pasantes, también conocida como "thru-hole", es un método de montaje utilizado para componentes electrónicos. Este método consiste en insertar los cables de los componentes en los orificios perforados de las placas de circuito impreso y soldarlos a las almohadillas del lado opuesto. El proceso de montaje puede realizarse manualmente (colocación a mano) o mediante el uso de maquinaria automatizada.

Un orificio de paso es un orificio en un objeto lo suficientemente grande como para permitir el paso de las roscas de un perno o tornillo, pero no de la cabeza del perno o tornillo. Este tipo de orificio está diseñado para evitar que las roscas penetren en el material y facilitar la inserción del tornillo.

El término "agujero" procede del inglés antiguo "hol", que significa "cueva". En la antigüedad, las cuevas no sólo se utilizaban como escondites, sino también como viviendas. En la actualidad, la palabra "agujero" se utiliza en diversos contextos, como la morada de un conejo o el término de golf "a hole in one".

Ejemplos de agujeros son la forma central de "agujero en un donut" de un toroide, una sección eliminada de un plano y el área ausente del espacio euclidiano tras eliminar de él un nudo.

Los distintos patrones de agujeros pueden clasificarse en cuatro tipos: redondos, cuadrados, de ranura y ornamentales o decorativos. Los agujeros redondos se utilizan mucho por su sencillez y rentabilidad.

Uno de los inconvenientes de la tecnología de taladros pasantes es que requiere placas de circuito impreso previamente taladradas, lo que puede resultar costoso y llevar mucho tiempo. Además, los componentes THT solo pueden colocarse en una cara de la placa y, en las placas multicapa, el área de enrutamiento disponible es limitada debido a la necesidad de perforar agujeros a través de todas las capas de la placa de circuito impreso.

Los orificios para herramientas, también denominados orificio de fabricación, orificio piloto u orificio de fabricación, sirven para proporcionar puntos de registro y sujeción en una placa de circuito impreso o en un panel de placas de circuito impreso durante el proceso de fabricación.

Ventajas de las vías rellenas de cobre:

Las vías rellenas de cobre son necesarias porque mejoran la conductividad térmica de la vía. Esto es especialmente importante en aplicaciones con altas temperaturas, ya que ayuda a alejar el calor de la placa, lo que aumenta su vida útil y evita defectos.

La placa de circuito impreso de 2 capas, también conocida como placa de circuito impreso de doble cara, consiste en una placa de circuito impreso con revestimiento de cobre tanto en la cara superior como en la inferior. La capa intermedia es un material aislante utilizado habitualmente en las placas de circuito impreso. Este diseño permite el trazado y la soldadura por ambas caras, lo que facilita el trazado y reduce la dificultad del proceso. Como resultado, se utiliza ampliamente en diversas aplicaciones.

La distancia entre dos orificios en una placa de circuito impreso depende del tipo de orificio. En el caso de PTH, la distancia mínima entre la zapata de fijación y el orificio debe ser de al menos 20 milímetros (D≥20 milímetros). En cuanto a NPTH, se recomienda una distancia mínima de 40mil del agujero al contorno (E≥40mil).

La placa de circuito impreso de 4 capas con agujeros pasantes es un tipo de placa de circuito impreso compuesta por cuatro capas de fibra de vidrio. Las capas incluyen la capa superior, la capa inferior, VCC y GND, que se conectan mediante agujeros pasantes, agujeros enterrados y agujeros ciegos. En comparación con las placas de doble cara, las placas de circuito impreso de 4 capas con orificios pasantes tienen un mayor número de orificios enterrados y ciegos.

El taladrado desempeña un papel crucial en la construcción de placas de circuito impreso, tanto si se trata de una placa de una sola capa que necesita orificios de montaje como de una placa multicapa que requiere vías. Normalmente, son necesarios ambos tipos de taladros, junto con otras variaciones.

Las brocas utilizadas en esta tecnología de perforación tienen un diámetro mínimo de aproximadamente 6 mils (0,006″), que es el tamaño de agujero más pequeño que se puede perforar en una placa de circuito impreso.

Para los orificios pasantes, se recomienda utilizar un macho de roscar con estría recta, que es adecuado tanto para orificios pasantes como ciegos.

Para lograr el mejor acoplamiento de la rosca, generalmente se recomienda tener una profundidad de rosca de 1 1/2 veces el diámetro del tornillo. Por ejemplo, si el diámetro del tornillo es de 1/4″, la profundidad de rosca necesaria sería (1,5 x 0,25) = 0,375″.