Guide complet des trous noyés dans la conception de circuits imprimés

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 les trous 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 les trous noyés et discutera des utilisations optimales de chacun dans la conception de PCB. Le trou fraisé existe sous différents angles tels que 60°, 82° et 90°. Pendant ce temps, le trou noyé présente des parallèles entre eux sans conicité.

Dans cet article, nous approfondirons les trous fraisés, en explorant leur processus de perçage, leurs applications et les principales considérations de conception.

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 attachée 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 afin de couvrir le dessus et de masquer son apparence.

Le terme fraisé peut également désigner l’outil qui crée le trou dans la carte, permettant à une vis fraisée de se situer en dessous de la surface de la carte lorsqu’elle est placée. 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 couramment utilisés étant 82° et 90°.

Pourquoi les trous fraisés sont-ils importants ?

Les trous fraisés vont bien au-delà d’une simple décision de conception. Ils affectent grandement la durée de vie et les performances de votre PCB :

1. Stabilité améliorée : En permettant aux fixations de s’asseoir à fleur du PCB, les trous fraisés améliorent la stabilité mécanique, ce qui les rend idéaux pour les appareils sujets aux vibrations ou aux mouvements, tels que les smartphones ou l’électronique automobile.

2. Apparence élégante : Pour les produits où l’esthétique compte, les vis fraisées offrent une finition propre et professionnelle en s’assoyant en dessous de la surface, parfait pour les gadgets à cadre ouvert ou les objets connectés.

3. Optimisation de l’espace : Dans les conceptions de PCB à haute densité, les trous fraisés économisent l’espace en évitant la saillie des fixations, permettant plus de place pour les composants et le routage sur les cartes compactes.

4. Avantages électriques et thermiques : Dans certains cas, les vis à tête plate dans les trous fraisés peuvent servir de points de mise à la terre ou aider à dissiper la chaleur, améliorant ainsi l’efficacité électrique et thermique.

Comment percer un trou fraisé ?

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

1) Sélection des outils : Rassemblez tous les outils et matériaux nécessaires tels que la perceuse, la mèche fraisée et les équipements de sécurité. Marquez au crayon le centre du trou où le fraisage sera effectué. Sélectionnez la mèche fraisée selon l’angle et la taille ; les angles couramment utilisés sont 82° et 90°. Placez la mèche fraisée dans le mandrin de la perceuse ou de la perceuse à colonne.

2) Profondeur de perçage : Réglez la profondeur de perçage ou utilisez la butée de profondeur sur la perceuse à colonne pour contrôler le fraisage. L’objectif est de réaliser des trous qui permettent à la tête de la vis de s’asseoir à fleur de la surface du point de travail.

3) Processus de perçage : Positionnez la perceuse à colonne sur le point central marqué et commencez le perçage. Abaissez la mèche fraisée dans la pièce. Appliquez une pression pour percer afin d’obtenir un trou fraisé lisse. Lorsque le trou fraisé est terminé, arrêtez le perçage et vérifiez la profondeur et l’angle du fraisage. Assurez-vous que la tête de la vis s’adapte complètement dans le fraisage sans dépasser de la surface de la pièce. S’il reste des bavures ou des bords rugueux autour des trous fraisés, utilisez du papier de verre pour nettoyer la surface.

Considérations de conception des trous de type fraisé :

La conception de trous fraisés nécessite de prendre en compte plusieurs aspects :

Choix des vis : Le type de vis que vous prévoyez d’utiliser définira la profondeur et l’angle de fraisage appropriés.

Épaisseur du PCB : L’épaisseur de vos PCB affectera également la profondeur du trou fraisé, également appelée profondeur de noyage.

Dégagement des composants : Assurez-vous que le trou fraisé laisse suffisamment d’espace pour éviter les conflits avec les composants environnants.

Tolérance de fabrication : Pour garantir un ajustement satisfaisant, tenez compte de la tolérance d’assemblage du PCB et de la vis.

Angle de chanfrein : L’angle entre la paroi du trou et la surface de la carte est généralement de 90-100°. Des angles supérieurs à 100° augmentent le dégagement de la tête mais diminuent le support de bord. Des angles inférieurs à 90° sont possibles mais plus difficiles à réaliser.

Scénario d’application et cas d’usage du trou fraisé :

● Montage de vis à tête noyée sur les surfaces extérieures des PCB.

● Logement de têtes de boulon basse hauteur qui doivent s’asseoir à fleur de la surface de la carte.

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

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

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

Plongeons dans leur utilisation dans le PCB. Cependant, les deux types de trous sont principalement utilisés sur des surfaces en bois et en métal. En comprenant les principales différences et les cas d’usage des trous noyés et fraisés, la meilleure décision peut être prise. Lors du processus d’assemblage des PCB, la majorité des fabricants utiliseront la méthode du trou noyé plutôt que le fraisage, afin d’éviter tout dommage inutile au PCB, car le fraisage nécessite un angle et une profondeur supplémentaires du foret. Le fraisage nécessite également plus d’équipements et de ressources, ce qui peut allonger le processus de fabrication au risque d’endommager la carte.

Conclusion

Les trous fraisés et noyés utilisent différents types de vis sur différents types de matériaux. Cependant, les deux fonctionnent de manière similaire dans un PCB. Un trou fraisé crée un trou conique, tandis qu’un trou noyé crée un trou cylindrique. Cet article explique brièvement la définition, les similitudes, les différences et les processus de perçage des trous fraisés. Il montre également comment et quand utiliser ces forets dans un PCB selon leur usage et leur application. Pour plus d’informations sur le type de trou, consultez notre guide récent sur les types de trous fraisés et noyés dans la conception de PCB.