Quelle est la différence : trous fraisés ou lésinés sur les PCB ?

Lors de la conception de cartes de circuits imprimés (PCB), les ingénieurs doivent souvent créer des trous dans la carte pour y monter des composants ou y fixer des connecteurs. Deux types de trous courants sont les trous fraisés et les trous noyés. Bien qu’ils puissent sembler similaires au premier abord, il existe des différences importantes entre les trous fraisés et noyés qui influencent leur utilisation dans les PCB. Ces deux termes sont couramment utilisés en usinage CNC. Normalement, le trou fraisé est un trou conique et le trou noyé est un trou cylindrique à fond plat.

Cet article examinera les principales différences entre les trous fraisés et noyés et discutera de leurs utilisations optimales dans la conception de PCB. Le trou fraisé existe sous différents angles tels que 60°, 82° et 90°. Le trou noyé, quant à lui, présente des parallèles sans conicité. Commençons donc par Noyé vs Fraisé.

Différence entre un trou fraisé et un trou noyé :

Qu’est-ce qu’un trou fraisé ?

Un trou fraisé est plus complexe que son homologue en raison de son processus de perçage fastidieux. Un trou fraisé a une forme conique, qui correspond à la forme d’une vis, ce qui signifie que toute tête de vis fixée sera légèrement en dessous de la surface de la carte. La profondeur du trou peut varier selon que la vis doit être visible sur le dessus de la carte ou enfoncée plus profondément pour masquer sa présence.

Le terme fraisage peut également désigner l’outil qui crée le trou dans la carte, permettant à une vis fraisée de s’asseoir sous la surface. Il est représenté par le symbole ⌵. Le trou fraisé peut être réalisé sous 6 angles différents : 60°, 82°, 90°, 100°, 110° ou 120°, les angles les plus courants étant 82° et 90°.

Qu’est-ce qu’un trou noyé ?

Un trou noyé est probablement le premier trou que vous devrez percer dans votre carte PCB. Un trou noyé est un trou cylindrique à fond plat. Ces trous sont principalement percés en surface pour y loger des têtes de vis ou pour qu’elles soient à fleur sous la surface. Il offre également un aspect fini propre, car les fixations peuvent être dissimulées. Il est représenté par le symbole ⌴.

Du point de vue de la fabrication, les trous noyés sont assez simples, car il y a relativement peu d’éléments à connaître et à considérer avant le perçage. Il suffit de connaître la profondeur du trou et les dimensions de la tête et du corps de la vis. Cela signifie toutefois que les trous noyés ne conviennent qu’aux têtes de vis standard, avec peu de flexibilité en termes de taille ou de variation.

Considérations de conception lors du choix du type de trou

Lors de la planification d’un routage PCB, les ingénieurs doivent prendre en compte les facteurs suivants pour choisir entre des trous fraisés ou noyés :

1) Espace disponible sur la carte : Les trous fraisés nécessitent plus d’espace en raison de leur forme conique.

2) Emplacement des couches PCB : Les trous fraisés optimisent les couches externes, tandis que les trous noyés sont mieux adaptés aux couches internes.

3) Résistance au cisaillement requise : Les trous noyés offrent des assemblages par vis plus résistants que les trous fraisés.

4) Exposition environnementale : Les trous fraisés améliorent l’étanchéité pour les PCB externes.

5) Priorités esthétiques : Les trous fraisés offrent une surface plus lisse.

Prendre en compte ces critères dès le début du processus de conception permettra de s’assurer que le type de trou choisi offre la fonctionnalité adaptée à l’application. Une fois le type de trou sélectionné, des étapes de perçage et de finition appropriées sont nécessaires pour obtenir un PCB fonctionnel et fiable.

Percage et finition des trous fraisés et noyés :

Comment percer un trou fraisé ?

Habituellement, ces types de trous sont réalisés par des machines de perçage automatiques dans notre atelier. Mais pour percer manuellement, voici les étapes à suivre :

1) Sélection des outils : Rassemblez tous les outils et matériaux nécessaires tels que la perceuse, la mèche fraise et les équipements de sécurité. Marquez le centre du trou avec un crayon. Choisissez la mèche fraise selon l’angle et la taille ; les angles courants sont 82° et 90°. Insérez la mèche dans le mandrin.

2) Profondeur de perçage : Réglez la profondeur ou utilisez la butée de profondeur pour contrôler le fraisage. L’objectif est que la tête de vis soit à fleur de la surface.

3) Processus de perçage : Positionnez la perceuse sur le point marqué et commencez. Exercez une pression régulière pour obtenir un trou lisse. Une fois le trou fraisé terminé, vérifiez la profondeur et l’angle. Si des bavures subsistent, utilisez du papier de verre pour lisser.

Comment percer un trou noyé ?

1) Sélection des outils :

Il faut une perceuse, une mèche noyée, et des équipements de sécurité. La taille de la mèche doit être supérieure à celle de la tête de la vis. Le noyé crée un trou à fond plat avec un logement plus large.

2) Dimensionnement et mèches : Installez une petite mèche pour le trou pilote, puis réglez la profondeur. Cela garantit un trou à la bonne profondeur.

3) Processus de perçage : Positionnez la mèche sur le point marqué et commencez lentement. Le trou pilote guide la mèche noyée. Continuez avec une pression modérée pour un noyé lisse.

Principales différences entre trous fraisés et noyés :

Bien que les deux types permettent aux fixations d’être à fleur, il existe des différences importantes :

1) Forme du trou : Les fraisés sont coniques, les noyés ont des parois cylindriques droites.

2) Taille de l’ouverture supérieure : Le fraisé s’élargit progressivement ; le noyé a un élargissement concentrique correspondant au diamètre de la fixation.

3) Parois verticales : Les fraisés ont des parois inclinées, les noyés des parois verticales offrant plus de résistance au cisaillement.

4) Largeur de l’ouverture inférieure : Le fond du noyé est plus large, offrant plus de flexibilité dans le choix des fixations.

5) Enlèvement de matière : Le fraisé enlève plus de matière ; le noyé préserve la résistance de la PCB.

Le fraisage est plus simple et nécessite moins d’outils. C’est un processus plus rapide. Cependant, les fixations fraisées sont moins résistantes car la charge est répartie sur une petite surface. Ce n’est pas idéal pour les matériaux durs, car cela peut provoquer des fissures.

Applications et cas d’usage :

Utilisations courantes des trous fraisés :

● Montage de vis à fleur sur les surfaces externes des PCB.

● Logement de têtes de boulon basses à fleur de la surface.

● Fourniture d’une surface aérodynamique lisse sur les couches externes exposées.

● Montage de PCB sur des panneaux ou couvercles en aluminium minces.

Utilisations courantes des trous noyés :

● Montage de vis et boulons nécessitant une forte résistance au cisaillement.

● Permettre aux rondelles ou entretoises d’être à fleur de la surface.

● Logement de têtes de fixation plus grandes avec un enlèvement minimal de matière.

● Fournir une résistance maximale pour les connexions fortement sollicitées.

● Assemblage sécurisé des couches internes tout en minimisant les imperfections de surface.

Quel type de trou est plus adapté à la conception PCB ?

Examinons leur utilisation dans les PCB. Bien que les deux soient principalement utilisés dans le bois et le métal, la compréhension de leurs différences permet de choisir la meilleure option. Lors de l’assemblage, la majorité des fabricants préfèrent le noyé pour éviter d’endommager la carte, le fraisage nécessitant un angle et une profondeur supplémentaires. Le fraisage demande aussi plus d’équipement, allongeant le processus et augmentant le risque d’endommagement.

Conclusion

Les trous fraisés et noyés utilisent différents types de vis dans différents matériaux, mais fonctionnent de manière similaire dans un PCB. Le fraisé crée un trou conique, le noyé un trou cylindrique. Cet article explique brièvement les définitions, similarités, différences et processus de perçage, ainsi que quand et comment utiliser ces mèches dans un PCB.

Les fraisés offrent une surface extérieure lisse tandis que les noyés maximisent la résistance au cisaillement, surtout sur les couches internes. Avec les bons processus de perçage et de finition, les deux types peuvent être mis en œuvre avec succès. La compréhension des différences clés présentées ici conduira à des conceptions de trous PCB robustes et fiables.

FAQ – Foire aux questions

Q : Quand choisir un trou fraisé plutôt qu’un trou noyé ?

Optez pour un trou fraisé lorsqu’une surface lisse et à fleur est nécessaire pour des raisons esthétiques, aérodynamiques ou d’étanchéité. Utilisez un trou noyé lorsqu’une forte résistance au cisaillement est essentielle ou pour loger de grandes têtes de fixation sur les couches internes.

Q : Les trous fraisés affaiblissent-ils plus la PCB que les trous noyés ?

Oui, les trous fraisés réduisent davantage la résistance car ils enlèvent plus de matière avec leur conicité, tandis que les noyés en préservent plus.

Q : Peut-on combiner fraisé et noyé dans un même trou ?

Bien que possible, cela nécessite des étapes de perçage supplémentaires et des mesures précises. Il est généralement plus simple de choisir un seul type.

Q : Quelle est la meilleure méthode pour finir un trou fraisé ?

Après le perçage, utilisez un cône abrasif adapté. Exercez une pression douce pour ébavurer et améliorer l’ajustement. Attention à ne pas trop élargir le trou.

Q : Comment sont spécifiées les dimensions des noyés et fraisés ?

Pour les noyés, on indique le diamètre du trou mineur et celui du noyé. Pour les fraisés, on donne les diamètres majeur et mineur, parfois l’angle de conicité.