Svasatura vs. foratura a V nei PCB: differenze chiave e come scegliere

Sia la svasatura che la concavità sono fori incassati utilizzati per alloggiare elementi di fissaggio nei circuiti stampati. Sebbene siano progettati con uno scopo simile, la loro forma e applicazione sono diverse. La svasatura forma un foro cilindrico a fondo piatto per viti a testa esagonale incassata, mentre la concavità forma un foro conico per viti a testa piatta. La scelta del tipo di foro sbagliato può causare problemi di assemblaggio, scarsa resistenza meccanica o interferenze con altri componenti. Questo articolo vi aiuterà a comprendere le principali differenze tra fori svasati e fori concavi e a scegliere quello giusto per il vostro progetto.

Comprensione di svasatura e svasatura

Che cos'è un foro svasato in un PCB?

Un foro svasato è un foro cilindrico a fondo piatto praticato in un PCB per consentire alle viti a testa cilindrica o ai bulloni esagonali di raggiungere un livello che si trovi all'altezza della superficie o sotto la superficie della scheda. Il foro presenta pareti dritte e una superficie inferiore orizzontale che ne determina le dimensioni in base alle specifiche applicazioni.

Che cos'è una svasatura in un circuito stampato?

Le svasature presentano una forma conica all'imboccatura, che corrisponde all'angolo della parte inferiore di una vite a testa piatta. Sono progettate per avere un angolo di 82° o 90° per il montaggio a filo superficie. La parete rastremata consente alla testa della vite di inserirsi agevolmente e di aderire perfettamente, ottenendo un profilo superficiale pulito e piatto sulla parte esterna del PCB.

Svasatura vs. alesatura a V: 5 differenze fondamentali

Sebbene i fori svasati e allargati abbiano lo stesso scopo, ovvero quello di far sì che una vite sia a filo con la superficie della tavola, vi sono alcune differenze nelle funzioni e nel modo in cui possono essere eseguiti.

1. Forma: La principale differenza tra fori svasati e fori conici risiede nella loro forma. I fori conici hanno una forma cilindrica con fondo piatto, mentre i fori conici presentano una forma conica.
2. Diametro del buco: Il diametro del foro svasato varia generalmente da 2 mm a 5 mm, mentre i fori svasati hanno un diametro maggiore, da circa 4 mm a 10 mm. La differenza di dimensioni è dovuta al fatto che i due tipi di foro sono progettati per adattarsi a viti di diverse tipologie e dimensioni.
3. ProfonditàI fori svasati penetrano più in profondità rispetto alle svasature, consentendo alla vite di risultare a filo con la superficie del pannello. La maggiore profondità dei fori svasati crea uno spazio più ampio che permette il completo inserimento della testa della vite sotto la superficie del materiale.
4. Angolo di foratura: L'angolo di foratura per i fori svasati richiede una direzione verticale senza angolazioni. La creazione di fori svasati prevede una foratura con un'angolazione specifica che corrisponde alle dimensioni della testa della vite a testa piatta con un'orientazione di 82°, 90° o 60°.
5. Proprietà di resistenza: Rispetto a una svasatura, una svasatura è più resistente perché un serraggio eccessivo senza svasatura può causare spaccature del legno o danni strutturali. I fori svasati progettati con un'angolazione specifica aiutano a distribuire la tensione applicata sui materiali e a prevenire cedimenti del materiale quando i dispositivi di fissaggio vengono serrati.

Analizziamo il confronto tra svasatura e alesatura nella tabella sottostante:

Applicazione di svasatura e svasatura

I fori svasati e i fori conici sono due diversi tipi di fori presenti nei progetti di circuiti stampati (PCB) , ciascuno progettato per adattarsi a diversi tipi di elementi di fissaggio ed esigenze prestazionali.

Applicazioni tipiche dei fori svasati

• Elettronica di consumo: tipicamente utilizzata in smartphone, tablet, computer portatili e dispositivi indossabili, dove un profilo sottile e compatto richiede che le viti siano a filo con il circuito stampato o l'involucro.
• Apparecchiature mediche e di precisione: utilizzate per dispositivi medici, strumenti di collaudo e altri prodotti di precisione che necessitano di una superficie liscia per evitare interferenze con componenti o parti mobili adiacenti.
• Montaggio PCB su contenitore: utilizzato per montare i PCB in contenitori sufficientemente compatti da impedire la sporgenza della testa della vite, che potrebbe interferire con coperchi, batterie, display e/o componenti vicini.

Usi comuni dei fori svasati

• Apparecchiature industriali e di automazione: sono frequentemente utilizzate in controllori industriali, robotica e macchinari che richiedono un fissaggio meccanico potente.
• Elettronica per il settore automobilistico e aerospaziale: i fori svasati si trovano comunemente nei circuiti stampati soggetti a vibrazioni, urti o carichi meccanici ripetuti, oppure in applicazioni in cui è necessario fissare saldamente i componenti strutturali.
• Strutture di supporto meccaniche: utilizzate per fissare distanziatori, staffe e altri supporti meccanici che necessitano di una superficie piana su cui appoggiare per un montaggio sicuro.

Svasatura vs svasatura: scelta del tipo di foro giusto per il tuo PCB

Nella scelta tra alesatura e svasatura, è necessario considerare diversi fattori chiave, tra cui il tipo di fissaggio, i requisiti di assemblaggio e le esigenze meccaniche dell'applicazione. Di seguito, forniamo alcuni suggerimenti su quale soluzione utilizzare in diversi scenari:

Scegliere una svasatura quando:

• Stai installando viti a testa piatta (svasata): l'angolo dell'incavo conico è uguale all'angolo della testa della vite per un montaggio a filo.
• Una superficie liscia e priva di ostacoli ha la priorità, ad esempio in un involucro compatto o in un prodotto in cui la testa della vite sporgente potrebbe causare problemi di montaggio o di manipolazione.
• I carichi meccanici sono da bassi a moderati e la massima forza di serraggio non è così importante quanto il montaggio a filo.

Scegliere una svasatura quando:

• Che si tratti di viti a testa cilindrica con esagono incassato, viti a testa esagonale, bulloni o assemblaggi con dadi e rondelle, l'incavo a fondo piatto garantisce un corretto alloggiamento degli elementi di fissaggio e un contatto uniforme per la distribuzione del carico.
• La testa del fissaggio deve essere incassata al di sotto della superficie per garantire lo spazio necessario agli utensili o per evitare interferenze con l'alloggiamento, il dissipatore di calore o i componenti adiacenti.
• Applicazioni che comportano carichi meccanici elevati o vibrazioni, dove una superficie di appoggio più ampia contribuisce a distribuire la forza di serraggio in modo più uniforme.

Conclusione 

Conoscere la differenza tra fori svasati e fori a svasatura è fondamentale nella progettazione di PCB per un corretto alloggiamento dei componenti. Le forme specifiche di entrambi i tipi di fori consentono di utilizzarli come alloggiamenti per componenti con scopi distinti. La scelta di tipologie e parametri di foro appropriati può migliorare la funzionalità del PCB, nonché la durata e le prestazioni del prodotto, riducendo al contempo i problemi di assemblaggio durante la produzione e le problematiche di manutenzione durante l'intero ciclo di vita del prodotto.

Domande frequenti

1. Quando è preferibile utilizzare un foro svasato rispetto a un foro alesato?

Se il tuo PCB richiede una superficie liscia e a filo, opta per un foro svasato. Se il tuo progetto richiede un'elevata resistenza al taglio o deve sopportare carichi pesanti e vibrazioni, un foro svasato è la scelta migliore.

2. L'aggiunta di fori svasati o svasati aumenta i costi di fabbricazione dei PCB?

Sì, la realizzazione di fori svasati o conici comporterebbe un aumento dei costi, poiché entrambi richiedono fasi di lavorazione secondarie oltre alla foratura standard del PCB.

3. È possibile aggiungere fori svasati o alesati a un progetto di PCB esistente, oppure devono essere pianificati fin dall'inizio?

È meglio pianificarli fin dall'inizio. Ma se si desidera aggiungerli a un progetto di PCB esistente, è necessario assicurarsi che ci sia spazio sufficiente intorno al foro e distanza da piste di rame, via e componenti.

4. È possibile utilizzare fori svasati e fori conici sullo stesso circuito stampato?
Sì, molti progetti di PCB utilizzano entrambi, a seconda dei dispositivi di fissaggio impiegati nelle diverse posizioni di montaggio.

5. Lo spessore del PCB limita la possibilità di utilizzare una svasatura o una fresatura a V?

Sì. Una svasatura richiede più spazio nel circuito stampato perché ha un incavo a fondo piatto, e deve comunque esserci abbastanza materiale al di sotto per garantire la robustezza del circuito. Quindi, se un PCB è molto sottile, potrebbe non avere una profondità sufficiente per una svasatura, e in tal caso una svasatura a incavo potrebbe essere l'opzione migliore.