PCB à trous borgnes : introduction et exigences de conception

Avec le développement rapide de la technologie électronique, les produits électroniques tendent vers la miniaturisation, la portabilité, la multifonctionnalité, une haute intégration et une grande fiabilité. Cela conduit à concevoir des circuits imprimés de manière à réutiliser des modules prêts à l’emploi. Par exemple, les modules Bluetooth pour IoT ou les modules NB-IoT, qui sont des modules de communication indispensables, peuvent être soudés sur les PCB comme des puces. Ces cartes support se caractérisent par leur petite taille et une rangée de trous métallisés (castellated) le long de certains bords, leur permettant d’être soudées sur une carte principale. Ce processus d’assemblage des PCB est désigné dans l’industrie comme le processus des trous borgnes métallisés (castellated hole process).

Explication des trous borgnes (castellated holes)

Voici une photo en gros plan d’un bord borgne (castellated) sur un PCB :

Ce type de PCB possède une rangée de demi-trous métallisés le long de son bord. Ces trous sont relativement petits et sont principalement utilisés sur des cartes support. Ils servent de carte fille pour une carte principale et sont soudés à la carte principale ainsi qu’aux broches des composants via ces demi-trous métallisés.

Défis liés aux trous borgnes

Comment contrôler efficacement la qualité du produit après la formation des demi-trous métallisés le long du bord de la carte – par exemple, éviter les bavures de cuivre, le pelage ou les résidus – reste toujours un défi dans le processus de fabrication. Si des bavures de cuivre restent à l’intérieur de ces demi-trous métallisés, elles peuvent entraîner des soudures faibles et de mauvaises connexions lors de l’assemblage des composants, et potentiellement provoquer des court-circuits entre les broches.

Dans la production conventionnelle, les trous borgnes (castellated) sont d’abord percés comme des trous ronds, puis le cuivre y est plaqué. Le défi consiste à enlever l’autre moitié du trou tout en s’assurant que la paroi en cuivre restante reste intacte et ne se décolle pas ou ne se soulève pas.

Que ce soit lors du perçage ou du fraisage, le sens de rotation de la broche est dans le sens horaire. Lorsque l’outil atteint le point A, le cuivre plaqué sur la paroi du trou est repoussé contre le substrat par la fraise, garantissant qu’aucune bavure, décollement ou résidu de cuivre ne se forme à cet endroit. En revanche, lorsque l’outil atteint le point B, il n’y a aucun support pour le cuivre sur la paroi du trou. Au fur et à mesure que l’outil avance, les forces exercées provoquent le curling du cuivre dans le sens de rotation de l’outil, entraînant des bavures et des résidus. Ces facteurs impactent directement l’installation et l’utilisation du client.

Pour atteindre ces objectifs, JLCPCB a mené de nombreuses expérimentations et maîtrise désormais parfaitement le processus des trous borgnes. Après le perçage et le plaquage du cuivre, nous utilisons un procédé en deux étapes de perçage/fraisage afin de garantir que la moitié du trou métallisé (fente) soit conservée. En termes simples, le trou borgne est coupé en deux le long du bord de la carte tout en assurant l’intégrité du plaquage, permettant aux clients de le souder et de l’utiliser. Actuellement, le processus des trous borgnes est bien établi chez JLCPCB.

Raisons de l’augmentation des coûts pour les cartes borgnes : Le trou borgne est un processus spécial. Pour garantir la présence de cuivre à l’intérieur du trou, il est nécessaire de fraiser le contour de la carte à mi-chemin du perçage, ce qui entraîne des coûts de fabrication supplémentaires. De plus, les cartes borgnes sont généralement de petite taille, ce qui les rend plus coûteuses que les PCB standards. Les conceptions spéciales nécessitent des prix non standards.

Exigences de conception

Dimensions de base

A. Distance du bord du pad borgne au bord de la carte ≥ 1 mm.

B. Diamètre du trou borgne ≥ 0,5 mm.

C. Distance bord-à-bord des trous borgnes ≥ 0,5 mm.

D. Anneau annulaire du trou borgne 0,25 mm (limite absolue 0,18 mm). L’ingénierie modifiera toute valeur en dessous de cette limite. Si des exigences spéciales pour la distance pad-à-pad existent, veuillez les préciser lors de la commande et confirmer les fichiers de production.

Remarque : Si des largeurs inférieures à 0,25 mm sont nécessaires, veuillez le mentionner dans votre commande et sélectionner « confirmer les fichiers de production » pour valider ultérieurement tout ajustement effectué.

Forme et placement des pads

Les trous borgnes peuvent être conçus en forme ronde ou ovale (avec des pads de soudure ronds ou carrés), mais il faut faire attention au positionnement des pads de soudure dans la zone interne du contour de la carte. Pour les conceptions où seulement un tiers des trous se trouvent à l’intérieur de la carte, comme montré à la Figure 3, ce design n’est pas compatible avec le processus de production ; au minimum, les trous doivent être positionnés sur la ligne centrale du contour de la carte. De plus, les trous borgnes ovales parallèles au bord de la carte ne peuvent pas être traités, comme illustré à la Figure 6 ci-dessous.

Panelisation des cartes borgnes (castellated)

Pour les cartes borgnes, les dimensions d’une seule carte doivent être ≥ 10 mm (que des panneaux soient utilisés ou non). Les cartes borgnes peuvent également être panelisées en utilisant les méthodes V-cut ou mouse bite. Un point important à souligner : le V-cut ne doit pas être utilisé sur les bords borgnes, car l’outil V-cut peut tirer sur le cuivre et provoquer son détachement du trou. Il est recommandé d’utiliser le fraisage CNC pour la découpe et le façonnage des bords.

Panneaux en V-Cut (uniquement pour les bords non-borgnes)

Panneaux à perforations (Mouse Bite Panels)

Panneau à trous castellated sur les quatre côtés

Assurer des PCB de haute qualité est essentiel pour donner vie à vos conceptions. Chez JLCPCB, nous nous engageons à maintenir des standards de production de premier ordre en investissant dans des équipements de pointe et en collaborant avec les principaux fournisseurs de matières premières dans le monde. Avec cinq sites de production intelligents et propriétaires, nous sommes en mesure de réduire les coûts de fabrication grâce aux économies d’échelle, offrant ainsi à nos clients des opportunités d’innovation matérielle abordables.