La mayoría de los agujeros de montaje de una PCB son cilindros que atraviesan todo el espesor. Algunos productos necesitan que la cabeza del tornillo quede enrasada o por debajo de la superficie. Para ello se emplean dos mecanizados relacionados: cajeado cilíndrico y avellanado cónico.
Aunque se parezcan en un plano, admiten tornillos diferentes y necesitan datos distintos. Esta guía explica sus dimensiones y comprobaciones para evitar laminados rotos, cobre expuesto y herrajes que no encajan.
Cajeado y avellanado: diferencia esencial#
Un cajeado cilíndrico es un rebaje de mayor diámetro con fondo plano. Suele alojar tornillos de cabeza cilíndrica o cualquier cabeza con superficie de apoyo plana.
Un avellanado es un rebaje cónico para un tornillo de cabeza avellanada cuya cara inferior coincide con el ángulo indicado. Con las dimensiones correctas, la cabeza queda enrasada.
| Característica | Cajeado cilíndrico | Avellanado cónico |
|---|---|---|
| Forma | Cilíndrica, fondo plano | Cónica |
| Tornillo habitual | Cabeza cilíndrica o apoyo plano | Cabeza avellanada |
| Dimensiones clave | Diámetro del agujero, diámetro y profundidad del rebaje | Diámetro del agujero, diámetro mayor o profundidad y ángulo incluido |
| Riesgo principal | Poco laminado restante bajo el rebaje | Ángulo o profundidad incorrectos: cabeza sobresaliente o demasiado hundida |
¿Qué es un cajeado de PCB?#
Se parte de un agujero pasante pequeño y se añade un rebaje coaxial mayor desde una cara. La herramienta produce una pared vertical y un escalón nominalmente plano. La cabeza apoya sobre él, en lugar de sobre la superficie exterior.
Es útil cuando queda poco espacio entre placa y carcasa o se desea alojar la cabeza en un rebaje definido. También puede situar ciertos separadores o insertos, pero no debe tratarse como apoyo de precisión sin acordar las tolerancias con el fabricante.
El plano debe indicar:
- diámetro acabado del agujero central;
- diámetro del cajeado;
- profundidad desde una cara identificada;
- si el agujero central está metalizado;
- tolerancias de diámetro y profundidad;
- cantidad y posición exacta.
¿Qué es un avellanado de PCB?#
El avellanado ensancha cónicamente la entrada para recibir la parte inferior inclinada de la cabeza. El ángulo incluido forma parte del diseño. Como las familias de tornillos usan ángulos distintos, primero debe seleccionarse el tornillo.
El fabricante necesita normalmente diámetro pasante acabado, diámetro mayor o profundidad, ángulo, cara, metalización y tolerancias. Indicar solo «avellanado para M3» es arriesgado: normas, dimensiones de cabeza, acabados y asiento deseado pueden variar.
Si es poco profundo, la cabeza sobresale. Si es excesivo, puede reducir el área de apoyo, invadir la separación de cobre o dejar poco laminado alrededor del agujero.
Por qué resulta más exigente en una PCB#
Una PCB es un compuesto estratificado, no una chapa metálica homogénea. Cobre, resina con fibra de vidrio, agujeros metalizados, máscara y planos internos interactúan con el mecanizado. Retirar material tras laminar puede exponer fibras, cortar cobre y generar esfuerzos locales.
El espesor es la primera restricción. Bajo el rebaje debe quedar suficiente laminado resistente. Una placa fina puede no soportar la cabeza prevista. Si la carga es importante, revisa toda la unión: arandelas, separadores, apoyos de carcasa, par de apriete y vibración.
La separación de cobre también importa. Todas las capas deben quedar fuera de la envolvente máxima mecanizada más tolerancias de registro y fresado. Un rebaje libre en la vista superior puede cortar un plano de masa interno.
¿Metalizado o no metalizado?#
Los agujeros mecánicos suelen especificarse como NPTH, especialmente si el tornillo debe estar aislado. Un agujero metalizado puede ser intencional para conectar el chasis a masa, pero hay que documentar requisitos eléctricos y mecánicos.
No presupongas que la superficie del rebaje también se metalizará. Estos suelen ser mecanizados secundarios y el orden de proceso determina qué superficies reciben cobre o acabado. Si depende de ello la conducción, la protección del cobre o la unión al chasis, confirma la construcción con el fabricante, no solo mediante un símbolo genérico.
Consulta los fundamentos en la guía de agujeros de montaje PCB.
Cómo acotar correctamente los rebajes#
Parte del plano real del tornillo. Utiliza diámetro y altura máximos de la cabeza y su geometría inferior, no solo la denominación nominal. Decide si debe quedar totalmente hundida, exactamente enrasada o simplemente sin interferir con otra pieza.
Prepara una nota de fabricación o un plano mecánico controlado que incluya:
- tipo: cajeado o avellanado;
- diámetro pasante acabado y tolerancia;
- diámetro mayor del rebaje y tolerancia;
- profundidad del cajeado o ángulo y profundidad/diámetro mayor del avellanado;
- cara mecanizada: superior, inferior o ambas;
- designación PTH o NPTH;
- cantidad y posiciones de referencia;
- espesor restante u otro límite mecánico crítico, si procede.
ODB++ e IPC-2581 permiten transmitir atributos de agujero más completos, y algunos programas definen estos rebajes directamente. Aun así, un plano legible ayuda a aclarar cara, profundidad y criterios de aceptación.
Lista DFM para cajeados y avellanados#
- Confirma la capacidad pronto. Son operaciones especiales que pueden afectar coste y plazo.
- Comprueba el laminado restante. No dejes una pared excesivamente fina bajo el cajeado.
- Libera todas las capas de cobre. Define la exclusión con el diámetro máximo y la tolerancia de fabricación.
- Aléjate del borde. Poco material puede agrietarse al mecanizar o apretar.
- Revisa piezas y pistas cercanas. Incluye cabeza real, acceso del destornillador, arandela y separador en el modelo.
- Controla el par. Una carga localizada excesiva puede aplastar o delaminar el FR-4.
- Identifica la cara. Un rebaje invertido no equivale al previsto.
- Evita archivos ambiguos. No representes el rebaje únicamente mediante taladros superpuestos.
Cuándo conviene evitar estos rebajes#
En placas finas, muy cargadas o sometidas a mantenimiento frecuente, pueden no ser adecuados. Un separador, un rebaje en la carcasa, una arandela con hombro, un inserto cautivo o una cabeza distinta pueden descargar el laminado.
También conviene rediseñar si se invade el cobre, se aproxima demasiado a un borde fresado o se exige una tolerancia de profundidad poco económica. La unión de menor riesgo suele usar agujeros normales y dejar precisión y resistencia a la carcasa.
Recomendación final de diseño#
Elige primero el tornillo y diseña la placa con sus dimensiones controladas. Usa cajeado para apoyo plano y avellanado para cabeza cónica. Especifica geometría, cara, metalización y tolerancias completas, y pide revisar espesor restante y separaciones de cobre antes de producir.
Si hay agujeros especiales, mecanizado de bordes o poco espacio en la carcasa, envía archivos PCB y plano mecánico juntos al solicitar una revisión de fabricación y presupuesto.
Preguntas frecuentes#
¿Puede usarse avellanado con cabeza cilíndrica?
Normalmente no. Su apoyo plano encaja mejor con un cajeado. El avellanado está pensado para la parte inferior cónica de una cabeza avellanada.
¿Se pueden metalizar los rebajes?
El agujero central puede ser PTH o NPTH; la superficie del rebaje depende de la secuencia y de la capacidad del proveedor. Especifica y confirma la necesidad eléctrica.
¿Deben aparecer en el archivo de taladrado?
Deben estar representados en datos compatibles y claramente descritos en plano o nota. No dependas solo de una capa gráfica ambigua.
¿Qué ángulo de avellanado utilizar?
El definido por la norma y el plano del tornillo elegido. No todos los tornillos avellanados tienen el mismo ángulo.
Referencias técnicas#
Consulta atributos y dimensiones en la documentación de Altium sobre cajeados y avellanados. La familia IPC-2220 recoge requisitos generales de diseño de placas rígidas.