Changer de langue
Introduction
En fabrication de circuits imprimés , différents types de trous sont utilisés pour le montage et l'assemblage. Les trous fraisés et les trous laminés ont des applications spécifiques. Comparer leurs caractéristiques vous aidera à choisir la solution la plus adaptée à votre projet.
Qu'est-ce qu'un trou fraisé ?
Un trou fraisé présente un diamètre réduit dans la partie supérieure d'un trou traversant , de préférence avec un angle compris entre 82 et 90 degrés. Cette conception permet aux vis à tête plate de reposer sur la surface sans que leurs têtes ne dépassent et n'altèrent la finition. Les trous fraisés sont utilisés par la plupart des fabricants de circuits imprimés lorsqu'une surface plane est requise pour le montage des composants ou lorsque l'esthétique du circuit imprimé doit être soignée.
Qu'est-ce qu'un trou lamé ?
Un lamage est généralement un trou cylindrique plus large percé au-dessus d'un trou borgne plus petit . Cette conception forme une cavité peu profonde qui accueille les vis à tête creuse lorsqu'on utilise des rondelles ou une tête de boulon. La cavité, à parois droites et sans conicité vers le fond, offre une profondeur et un diamètre uniformes, ce qui la rend idéale pour les applications de montage de composants de précision. Les lamages assurent une meilleure stabilité, notamment pour les applications à couple élevé, et une résistance accrue du montage.
Symbole de fraisage et de lamage
Symbole de fraisage
Sur les dessins techniques, le chanfrein est représenté par un demi-V ( ⌵ ) situé au-dessus du trou principal. Il indique l'angle entre le centre et la ligne de coupe, généralement 82 ou 90 degrés, ainsi que le diamètre et la profondeur. La documentation de fabrication identifie les trous de chanfrein par un triangle pointant vers le centre du trou.
Symbole de contre-alésage
Le symbole de lamage se présente sous la forme d'un rectangle à côtés droits ( ⌴ ) superposé au diamètre du trou principal. Les dessins techniques indiquent le diamètre le plus grand, la profondeur du lamage et le diamètre du trou traversant. Ce symbole comporte généralement des éléments tels qu'un trait épais continu marquant le bord du lamage, ainsi que les dimensions des deux diamètres afin de faciliter la compréhension des spécifications par les fabricants.
Similitudes et différences : fraisage et alésage pour PCB
Géométrie du trou
Leur forme de base constitue la principale différence. Les trous fraisés fraisés créent un cône concave aux parois angulaires précises, généralement comprises entre 82° et 90°. À l'inverse, les trous laminés présentent une cavité cylindrique droite, aux parois verticales et au fond plat. Cette distinction géométrique influe considérablement sur la manière dont les fixations se logent et dont la charge est transmise à la surface du circuit imprimé.
Ouverture de surface
Dans les deux conceptions, l'ouverture de surface diffère considérablement. Les trous fraisés offrent un diamètre maximal à fond plat pour un trou traversant conique pour une intégration en douceur des vis à tête plate. Les trous fraisés ont un profil étagé avec des changements de diamètre bien définis, mais permettent un alignement précis pour accepter des têtes de fixation plus grandes.
Structure murale
La résistance de montage dépend de la structure du mur. Les trous fraisés avec parois inclinées guident naturellement les vis en place lors de leur assemblage. Les parois droites et verticales associées au trou fraisé offrent une résistance au cisaillement et une répartition de charge supérieures, ce qui les rend parfaites pour les applications qui soumettent leur fonction à des contraintes élevées.
Considérations matérielles
Il existe des variations dans l'intégrité du matériau entre ces conceptions. Les trous fraisés nécessitent un retrait de matériau supplémentaire pour obtenir un profil conique, ce qui peut également diminuer la résistance locale de la planche. La structure verticale des trous fraisés préserve davantage de matériau de base pour une meilleure intégrité structurelle et de meilleures capacités de charge.
Processus de fabrication
Les types diffèrent considérablement en termes de complexité de fabrication. De plus, la fabrication d'un fraisage est simplifiée en une seule étape grâce à l'utilisation d'une fraise coudée spécialisée dotée d'une fonction de fraisage. La fabrication d'un fraisage à lamage nécessite un processus précis en deux étapes : après le perçage initial du trou traversant avec le plus grand diamètre, un outillage et un contrôle plus complexes sont nécessaires.
Compatibilité des fixations
Le type de trou détermine les options de fixation. Seules les vis à tête plate peuvent être utilisées dans les trous fraisés, ce qui limite le choix de quincaillerie . Cependant, le montage sera parfaitement affleurant. Comme pour les autres types de fixations, les trous fraisés acceptent les vis à tête cylindrique creuse, les vis à tête bombée et les combinaisons de boulons et de rondelles, offrant ainsi une plus grande flexibilité de conception.
Points forts de l'application
En règle générale, le choix optimal dépend des exigences de l'application. Les trous fraisés sont privilégiés pour les projets nécessitant des surfaces lisses et des finitions esthétiques, notamment dans le domaine de l'électronique grand public . Les applications industrielles sont mieux adaptées aux trous laminés, car la résistance mécanique et la capacité de résistance au couple sont essentielles.
Comparaison des coûts entre fraisage et alésage
La fabrication de trous fraisés est généralement moins coûteuse car elle nécessite moins d'outils et moins de temps de fabrication. La coupe à un seul angle permet un nombre réduit d'opérations d'usinage et les outils d'usinage sont de construction relativement simple. Les trous fraisés nécessitent plus de contrôle, un usinage complexe, impliquent plus d'un processus de coupe et peuvent nécessiter plus d'outils que leurs homologues cylindriques simples, ce qui les rend coûteux.
Néanmoins, le lamage peut être plus coûteux que d'autres types de trous en raison du temps nécessaire ou du besoin spécialisé de ce type de trous dans l'application.
Perçage et finition des trous fraisés et des trous lamés
Comparé à d'autres méthodes de perçage, le fraisage à chanfreiner est moins complexe car il utilise des forets angulaires à grande vitesse en une seule passe. Le lamage nécessite deux étapes : d'abord le perçage du trou traversant , puis la réalisation de l'évidement de plus grand diamètre.
Les deux méthodes nécessitent un contrôle précis de la profondeur et de la qualité de la surface sans compromis. Le remplacement des outils et le contrôle de la vitesse donnent également de meilleurs résultats en termes de précision et de taille des trous.
Utilisation de fraises et d'alésages fraisés dans les circuits imprimés
Application dans les PCB
Utilisations courantes des trous fraisés
- Montage de vis plates à l'extérieur des PCB.
- Montage de têtes de boulons à profil bas qui doivent être au ras de la surface de la planche.
- Fournir une surface lisse et aérodynamique à l'extérieur des PCB visibles.
- Montage de circuits imprimés sur des capots ou panneaux métalliques minces.
Utilisations courantes des trous lamés
- Par exemple, le montage de vis et de boulons mécaniques qui doivent être très résistants au cisaillement.
- Laisser les rondelles ou les entretoises reposer à plat sur la surface du PCB.
- Il est possible d'utiliser des têtes de fixation plus grandes avec une perte de matière minimale.
- Fournir les maillons à vis les plus solides possibles.
- Sécuriser les couches à l'intérieur d'un PCB tout en réduisant les défauts de surface.
Espace limité et sécurité de montage
L'un des principaux facteurs influençant le choix entre fraisage et alésage est l'espace disponible. Le profil incliné du fraisage permet un meilleur gain de place. L'alésage offre une meilleure sécurité de montage, mais nécessite plus d'espace vertical. Quel que soit le choix, il est essentiel de tenir compte du dégagement entre les composants et la carte.
Facteurs à prendre en compte lors du choix entre fraisage et alésage
Espace requis
Les trous fraisés offrent un faible jeu vertical, seulement environ (0.02"-0.06"), ce qui les rend particulièrement utiles pour les applications à profil bas et lorsque l'espace est limité dans les conceptions. Leur forme conique occupe une surface minimale sans compromettre la résistance du montage.
Les trous lamés occupent plus d'espace vertical (0.06″-0.12″) mais offrent une plus grande stabilité. Leur empreinte de diamètre plus large nécessite une réflexion plus minutieuse sur le placement et l'espacement des composants.
Épaisseur du panneau
Les trous fraisés offrent d'excellentes performances sur les circuits imprimés fins, notamment dans la plage de 0.062″ à 0.093″. Ceci est dû à leur conception, qui contribue à répartir la contrainte appliquée sur l' épaisseur réduite du matériau.
Les parois droites des trous lamés, associées à un profil plus profond, sont particulièrement adaptées à une utilisation dans des panneaux plus épais (> 093″). Ainsi, ce type de trou est excellent pour les applications robustes nécessitant une puissance de maintien maximale.
Paramètres de résistance
Les trous fraisés sont toujours capables de conserver une plage de résistance de 40 à 60 % du matériau de base pour les applications à charge modérée, comme le montage général. Les angles facilitent la répartition des forces mais réduisent la capacité maximale du couple.
Les trous lamés conservent 70 à 90 % de la résistance du matériau de base. Cela est supérieur à la répartition de la charge et à la capacité de gestion du couple élevé. Leurs parois verticales et leurs fonds plats offrent une stabilité mécanique pour les applications de montage soumises à de fortes contraintes et à des exigences élevées.
Techniques de dimensionnement des fraisures et des alésages
Le dimensionnement des fraisures nécessite un angle, notamment de 82° ou 90°, ainsi que des mesures de diamètre et de profondeur importantes. Des symboles et des références clairs sont utilisés dans les dessins techniques standard.
Le dimensionnement du contre-alésage se concentre sur deux diamètres critiques : encore une fois, le plus grand diamètre de contre-alésage et la taille du trou traversant. Les deux types nécessitent toujours des spécifications de profondeur afin de garantir un ajustement correct de la fixation.
Éviter les problèmes courants lors de l'utilisation d'un fraisage conique ou d'un alésage laminé
Conservez des angles de coupe obliques, réduisez la vitesse de perçage et contrôlez la profondeur avec précision afin de préserver la résistance du matériau. Pour le lamage : assurez-vous de la concentricité sur les diamètres de grand et de petit diamètre. La vitesse de coupe permettra d'éviter les bavures et d'obtenir une finition lisse.
Avantages et inconvénients du fraisage par rapport au fraisage à lamage
Avantages du fraisage
Les trous fraisés permettent un montage encastré, une esthétique excellente et une hauteur de profil réduite. Ils permettent un bon alignement des vis, glissent dans l'assemblage et sont efficaces dans les matériaux fins. La conception est inclinée, ce qui permet de guider naturellement les fixations en position.
Avantages du lamage
Les trous lamés offrent une excellente résistance mécanique tout en acceptant une sélection de types de fixations. Ils supportent un couple plus élevé et permettent également un retrait facile des fixations. Cela garantit que la profondeur d'assise des composants est toujours constante.
Inconvénients du fraisage
La limitation du fraisage est une réduction de la résistance du matériau au niveau de la partie inclinée. Recherchez des vis à tête plate spécifiques qui sont moins résistantes au couple que le fraisage. Risque que le perçage excessif compromette l'intégrité structurelle.
Inconvénients du contre-alésage
Le lamage présente également des inconvénients : il complique la fabrication et augmente le coût de production. Il nécessite un espace vertical plus important et un outillage spécifique. Le processus de perçage en deux étapes entraîne un temps de production plus long et un risque d'erreur.
FAQ
Quel type de trou est le plus adapté à la conception de circuits imprimés ?
Dans le cas de circuits imprimés minces nécessitant un montage encastré et des vis à tête plate, les trous fraisés sont les plus efficaces. Les cartes plus épaisses nécessitent des connexions mécaniques plus solides et les trous fraisés les permettent. Lors du choix, il faut tenir compte de l'épaisseur de la carte et des exigences de montage, ainsi que des considérations environnementales.
Les trous fraisés fragilisent-ils davantage le PCB que les trous fraisés ?
Mais oui, car les trous fraisés n'ont pas besoin d'utiliser le profil incliné pour provoquer les concentrations de contraintes. La résistance du matériau des trous fraisés est réduite en raison du bord conique. Mais lorsqu'ils sont fabriqués correctement, les deux types ont suffisamment de résistance pour l'utilisation prévue.
Quand dois-je utiliser un lamage au lieu d'un alésage à lamage ?
Pour obtenir une surface de montage plane sur une surface irrégulière ou courbe, utilisez le surfaçage . Ce procédé permet également d'obtenir un trou avec une surface lisse et plane tout autour, assurant ainsi un bon positionnement de la fixation. Pour les surfaces nécessitant des fixations encastrées, le lamage est plus approprié.
Comment dimensionner un fraisage et un lamage ?
Les dimensions des fraisures sont spécifiées par l'angle (généralement 82° ou 90°), le diamètre principal et la profondeur. Pour les fraisages, indiquez le plus grand diamètre, la profondeur du fraisage et le diamètre du trou traversant. Énumérez ces deux cas avec les tolérances pour la dimension critique.
Puis-je utiliser le contre-alésage et le fraisage de manière interchangeable ?
Bien que les vis à tête fraisée et les vis à tête fraisée soient parfois utilisées de manière interchangeable, il existe une différence dans la forme et l'utilisation des vis et des trous qu'elles créent.
Conclusion
Entre le fraisage et le lamage, vous pouvez choisir en fonction de votre circuit imprimé standard, en tenant compte de l'épaisseur de la carte, des besoins de montage et des contraintes budgétaires. Lorsqu'elles sont mises en œuvre correctement, ces deux options ont leurs propres avantages uniques.
