Una forma ovalada en un plano de PCB puede representar una abertura metalizada para un terminal, una ranura mecánica no metalizada o simplemente el contorno de una almohadilla de cobre. Son instrucciones de fabricación distintas. Especifique la abertura necesaria, su anchura final y longitud total, su posición y si sus paredes deben estar metalizadas. Después, revise los archivos de fabricación exportados en lugar de confiar en el aspecto del footprint en el editor.
Una ranura metalizada puede conectar a la placa un terminal plano de un componente. Una ranura no metalizada puede dejar espacio para una pestaña, permitir un ajuste mecánico o crear una interrupción deliberada del material de la placa. La función requerida determina el estado del cobre y de las paredes; la forma por sí sola no permite deducir con fiabilidad ninguna de las dos opciones.
El paquete general de archivos se trata en elementos esenciales del plano de fabricación. Para las tierras anulares habituales de orificios redondos metalizados, consulte anillos anulares y tolerancia de taladrado. El ajuste de una ranura también depende de su geometría alargada, la forma de los extremos y la alineación de la pieza acoplada.
Fotografía de una placa desnuda real de Vishnu Mohanan / Unsplash, utilizada como contexto de fabricación. La foto no identifica una ranura especificada como metalizada o no metalizada; las secciones conceptuales de paredes que aparecen más adelante distinguen ambas condiciones.
¿Cuándo debe metalizarse una ranura?
Utilice una ranura metalizada cuando el diseño requiera una pared conductora, por ejemplo para un terminal plano soldado con una tierra de cobre conectada a la red prevista. Defina la tierra y su conectividad junto con la abertura. Una pared metalizada no significa automáticamente que la ranura deba conectarse a todas las capas internas que atraviesa.
Utilice una abertura no metalizada cuando las paredes deban ser no conductoras o la característica sirva como holgura mecánica sin un barril conductor. Revise las separaciones respecto de todo el cobre pertinente, no solo de la capa superior visible. Una pared no metalizada también puede estar cerca del cobre interno o del cobre expuesto en un borde adyacente.
No añada metalización para resolver un plano ambiguo. Una pestaña metálica de posicionamiento que encaja en una abertura no metalizada puede dejar de encajar si la metalización de las paredes reduce la abertura disponible. A la inversa, fabricar sin metalizar una ranura de terminal puede eliminar la trayectoria conductora prevista en el diseño.
| Función | Información que aclara la elección | Error que se debe evitar |
|---|---|---|
| Terminal plano soldado | Pared metalizada, geometría de la tierra, red y requisitos de montaje | Tratar el contorno rectangular de una almohadilla como prueba de que existe una ranura |
| Holgura para pestaña mecánica | Abertura final, estado de la pared y envolvente de la pieza acoplada | Permitir que la compensación del proceso o la metalización consuman la holgura |
| Ranura de ajuste | Rango de desplazamiento, envolvente del elemento de fijación y referencia de posicionamiento | Comprobar la anchura pero pasar por alto una interferencia al final del recorrido |
| Abertura de aislamiento deliberada | Diseño de seguridad eléctrica, geometría final y requisitos aplicables | Suponer que cualquier hueco visible establece automáticamente una línea de fuga conforme |
Una ranura usada para aislamiento necesita una revisión de seguridad eléctrica independiente. El efecto en la línea de fuga o la distancia de aislamiento depende de la geometría real, los materiales, el entorno y los requisitos aplicables. No sustituya el diseño de aislamiento del producto por una nota general de mecanizado.
¿Qué dimensiones debe definir el plano?
Indique la abertura final, incluido su estado después de la metalización y de las operaciones de acabado pertinentes. Distinga la anchura de la longitud total de extremo a extremo. Si un sistema CAD o de inspección utiliza la distancia entre los centros de los extremos, indíquelo expresamente; no es la misma longitud que la abertura completa.
Una ranura sencilla con forma de cápsula tiene lados rectos paralelos y extremos semicirculares. El radio del extremo equivale a la mitad de la anchura. Con una longitud total L y una anchura W, la separación entre los centros de los extremos es L − W. Estas relaciones describen esa geometría concreta. No se aplican sin cambios a un recorte personalizado, una forma de alivio o un alojamiento fresado.
Una fresa cilíndrica giratoria no puede producir una esquina interior perfectamente afilada. Si la pieza acoplada tiene esquinas rectas, compruebe su envolvente real frente a los extremos curvos de la ranura. Aumentar la longitud puede ayudar a lograr un ajuste particular, pero la cantidad necesaria depende de la forma de las esquinas y de la holgura. No suponga que un rectángulo encaja porque tanto su longitud como su anchura sean menores que las dimensiones máximas de la ranura.
Geometría conceptual, no una recomendación de fabricación. Las etiquetas en inglés del SVG describen la geometría final de la ranura, el ajuste de las esquinas y el estado de las paredes; las secciones son conceptuales y no están a escala, y el ejemplo de ajuste es hipotético. “Overall L” indica la longitud total, “Width W” la anchura y “End-center spacing” la distancia entre los centros de los extremos. “Centered corner fits” significa que la esquina centrada encaja; “Offset corner interferes” indica que la esquina desplazada interfiere. “Plated wall” designa una pared conductora metalizada con tierras especificadas; “Non-plated wall” una pared desnuda con el cobre retraído según lo especificado. Las posiciones de las esquinas ilustran el cálculo hipotético de ajuste que aparece más adelante; las secciones de las paredes no prescriben el espesor de ninguna capa.
Ejemplo práctico de comprobación del ajuste de un terminal plano
Supongamos que la hoja de un terminal hipotético tiene un grosor máximo de 0,60 mm y una anchura de 1,80 mm. La ranura propuesta es una cápsula de anchura final 0,90 ± 0,05 mm y longitud total 2,30 ± 0,05 mm. Estas dimensiones se inventan para este ejercicio; no proceden de un plano del componente ni de una tabla de capacidad del fabricante.
Para una primera comprobación conservadora, use la abertura mínima: 0,85 mm de anchura y 2,25 mm de longitud total. Con la hoja centrada, la holgura en la dirección de anchura es (0.85 − 0.60) / 2 = 0.125 mm a cada lado. Esto comprueba los lados rectos, pero no las esquinas de la hoja en los extremos redondeados.
Para la abertura mínima, el radio de los extremos es de 0,425 mm y cada centro de extremo se encuentra a (2.25 − 0.85) / 2 = 0.70 mm del centro de la ranura. Una esquina de la hoja está a 0,90 mm a lo largo del eje de la ranura y a 0,30 mm en sentido transversal. Su distancia al centro del extremo correspondiente es sqrt((0.90 − 0.70)² + 0.30²) ≈ 0.361 mm, menor que el radio de 0,425 mm. Por tanto, el rectángulo ideal centrado cabe en esta cápsula mínima supuesta.
Este resultado todavía no incluye el error de posición. Si la hoja se desplaza 0,10 mm a lo largo de la ranura y 0,10 mm en sentido transversal, la esquina más alejada queda a sqrt(0.30² + 0.40²) = 0.50 mm del centro del extremo. Esto supera 0,425 mm. Un ajuste que funciona con la pieza perfectamente centrada puede fallar al incluir el presupuesto de posicionamiento del montaje.
Utilice este método como comprobación preliminar para una hoja rígida de lados paralelos que entra en una cápsula recta. Los radios reales de las esquinas del terminal, las rebabas, la desalineación angular, las entradas y la holgura de soldadura necesitan sus propias tolerancias. Si hay varios terminales, compare el patrón completo y los elementos de posicionamiento del componente; las comprobaciones independientes de cada ranura no demuestran que la pieza completa quede asentada.
¿Quién selecciona la herramienta de fresado y la compensación de metalización?
El diseño debe definir la característica final requerida. El fabricante propone cómo realizarla, incluido el utillaje, la compensación y la secuencia de proceso. En las ranuras metalizadas, la abertura de fabricación suele necesitar una compensación por el material que se añade a las paredes. La compensación necesaria también depende del proceso controlado y de sus tolerancias.
No amplíe una abertura en CAD «para la metalización» salvo que el proveedor haya solicitado expresamente esa convención de datos y el plano la defina sin ambigüedad. De lo contrario, tanto el diseñador como el fabricante podrían compensar la misma característica. A la inversa, no indique el tamaño de la herramienta cuando el criterio de aceptación previsto sea una dimensión final de la ranura.
Un proveedor puede fresar una ranura o crearla mediante una secuencia aprobada de taladros solapados. Confirme que el proceso propuesto proporcione el estado de pared y el ajuste requeridos. Las anchuras y longitudes mínimas específicas del proceso dependen del proveedor y del servicio. No son límites universales de diseño de PCB, y una característica técnicamente posible puede requerir una manipulación especial o tener un coste adicional.
¿Cómo se representa una ranura en los datos de fabricación de KiCad?
KiCad 9.0 documenta controles separados para la almohadilla y su orificio. Una almohadilla de cobre puede tener un contorno ovalado mientras que su orificio sigue siendo circular. Para una ranura metalizada de terminal, compruebe la forma y las dos dimensiones del orificio de la almohadilla de orificio pasante, además de la tierra de cobre. Para una característica de almohadilla no metalizada, confirme su atributo NPTH/mecánico y la geometría requerida.
La misma documentación describe la salida Excellon para orificios ovalados: la salida normal utiliza comandos de fresado, con un modo de taladrado alternativo disponible si lo solicita el fabricante. Acuerde esto expresamente con el proveedor como una decisión de compatibilidad. No cambie un ajuste solo porque un visor muestre algo inusual; podría cambiar la interpretación en etapas posteriores.
Después de exportar, visualice juntos el cobre, el contorno y los datos de taladrado/fresado. Confirme que comparten origen, unidades y orientación, y que el número de ranuras es el previsto. Compruebe que la abertura esté presente en los datos legibles por máquina y que su clase de metalización siga siendo identificable. Una nota de texto ayuda a aclarar, pero no debe ser la única evidencia de que existe una característica física.
Para una comprobación práctica de la exportación, seleccione una ranura de terminal conocida y compare su tierra de cobre con la abertura del mapa de taladrado en las mismas coordenadas. Una tierra de cobre ovalada con solo un símbolo de taladro redondo no es el orificio ovalado previsto. En el visor de datos de taladrado/fresado, verifique ambos extremos redondeados y las dimensiones finales de abertura especificadas en el plano; después, compruebe la clase de metalización frente a la tabla de ranuras. Si la forma o la clase importadas difieren, registre el ID de esa característica en la consulta de aclaración CAM.
Para un recorte interno arbitrario, acuerde con el fabricante la convención aceptada para los datos del perfil. Evite entregar dos definiciones contradictorias de la misma abertura en archivos diferentes. Si el visor o la importación CAM detectan una discrepancia, identifique qué archivo liberado y qué dimensión del plano prevalecen.
¿Qué deben verificar la inspección y la recepción?
Asigne identificadores a las ranuras críticas. Para cada una, registre anchura, longitud total, referencia de posición, orientación, estado de metalización y requisitos aplicables de tierras o separaciones de cobre. Defina las dimensiones y condiciones que deben medirse en lugar de solicitar una genérica «inspección de ranuras».
Una galga de anchura no demuestra la longitud total ni la posición real. Una pared visualmente brillante no demuestra el espesor de la metalización ni la calidad de toda la pared. Elija las evidencias necesarias según la función eléctrica y mecánica real de la característica, y acuerde el muestreo y la aceptación del pedido.
Si un terminal no entra, ponga en cuarentena las piezas afectadas y compare el plano liberado del componente, el terminal real, la abertura final y el patrón de orificios antes de modificar cualquiera de las piezas. Limar la placa o forzar el terminal puede dañar el cobre y ocultar la causa. Cualquier reparación que cambie la geometría o una pared metalizada necesita una disposición aprobada.
Consulte el plano de montaje para la dirección de inserción y las zonas de exclusión, y la disposición del panel para la manipulación y el acceso. Una ranura correcta en una placa individual puede entrar en conflicto con un raíl del panel o un útil de montaje.
Envíe una especificación de características finales para solicitar un presupuesto
Incluya los archivos de la placa, una tabla acotada de ranuras, el plano del componente acoplado y las clases de metalización identificadas. Marque las ranuras críticas para el ajuste y distinga las dimensiones controladas de las de referencia. Indique si el alcance solicitado incluye un informe dimensional, una inspección especial de las paredes o una prueba de montaje.
Utilice la página de presupuesto o la página de contacto con los datos reales y las preguntas pendientes. Acuerde la interpretación de fabricación antes de liberar el utillaje. El responsable del diseño del producto aprueba el ajuste mecánico y el diseño de aislamiento; la revisión de viabilidad del fabricante se refiere a la construcción de placa propuesta y a los entregables acordados.
Base de referencia técnica
KiCad 9.0, PCB Editor, las propiedades de almohadilla y la generación de archivos de taladrado establecen el comportamiento del software descrito aquí. Los planos de componentes definen las dimensiones reales de acoplamiento. Las relaciones de la cápsula y el ejercicio de tolerancias son ejemplos geométricos independientes con supuestos declarados, no límites de producción prescritos.