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Introduction
In Fabrication de PCB, il existe différents types de trous pour le montage et l'assemblage. Fraiser vs Contre-alésage Les trous ont des utilisations spécifiques dans la fabrication des PCB. La comparaison de leurs caractéristiques vous aide à déterminer celui qui convient le mieux à utiliser lors de la réalisation de votre projet.
Qu'est-ce qu'un trou fraisé ?
Un trou fraisé a un diamètre réduit dans la partie supérieure d'un à travers le trou, de préférence dans la plage de 82 à 90 degrés. Cette conception permet aux vis à tête plate de reposer sur la surface de manière à ce que les têtes ne dépassent pas pour gâcher la finition de la surface. Les trous fraisés dans les circuits imprimés sont utilisés par la plupart des fabricants dans les applications où une surface plane est souhaitée pour le montage des composants ou dans une situation où le carte de circuit imprimé doit avoir un aspect esthétique attrayant.
Qu'est-ce qu'un trou lamé ?
Un trou lamé est généralement un trou cylindrique plus grand au-dessus d'un trou plus petit. trou borgne. Cette conception forme une poche peu profonde qui accueillera les vis à tête creuse lorsque les rondelles ou la tête de boulon sont utilisées. La cavité à parois droites ne se rétrécit pas vers le bas et offre une profondeur et un diamètre uniformes, ce qui la rend adaptée aux applications de montage de composants précis. Les trous lamés offrent une stabilité, en particulier pour les applications à couple élevé, ainsi qu'une résistance de montage améliorée.
Symbole de fraisage et de lamage
Symbole de fraisage
On le désigne par un demi V (⌵) forme située au-dessus du trou principal d'une fraise sur les dessins techniques. Elles font référence à l'angle entre le centre et la ligne de coupe, généralement 82 ou 90 degrés, ainsi qu'au diamètre et à la profondeur. La documentation de fabrication présente les trous fraisés en les identifiant par une forme triangulaire pointant vers le milieu du trou.
Symbole de contre-alésage
Le symbole de contre-alésage apparaît comme une position rectangulaire à côtés droits (⌴) sur le diamètre du trou principal. Les dessins techniques montrent le plus grand diamètre, la profondeur du lamage et la taille du trou traversant. Ce symbole comporte généralement des caractéristiques telles qu'une ligne épaisse continue indiquant le bord du lamage, ainsi que les dimensions des deux diamètres afin de minimiser la confusion pour les fabricants quant aux spécifications qu'ils doivent respecter.
Similitudes et différences : fraisage et alésage pour PCB
Géométrie du trou
Leur forme de base est la principale différence. Les trous fraisés coupent un cône déprimé de parois angulaires précises, généralement entre 82° et 90°. Au contraire, les trous fraisés ont une cavité cylindrique droite, avec des parois verticales et un fond plat. Cette distinction géométrique a un impact très important sur la façon dont les fixations s'adaptent et dont la charge est transférée à travers les surface PCB.
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 définit les options de fixation. Les seules vis avec lesquelles les trous fraisés peuvent fonctionner sont les vis à tête plate, il y a donc moins de choix pour matériel, mais votre montage sera affleurant. Comme pour les autres types de fixations, les trous lamés acceptent les vis à tête creuse, les vis à tête ronde et les combinaisons de boulons/rondelles pour une plus grande flexibilité de conception.
Points forts de l'application
Normalement, la recommandation optimale dépend des exigences de l'application. Les trous fraisés ont été privilégiés dans les projets nécessitant des surfaces lisses et des finitions esthétiques, en particulier dans l'électronique grand public. Industriel les applications sont mieux servies avec des trous lamés car la résistance mécanique et la capacité de gestion du couple sont importantes.
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 perçage à fraisage est moins compliqué car il utilise haute vitesse forets coudés en un seul passage. Le lamage nécessite un processus en deux étapes : tout d'abord, le perçage du à travers le trou et ensuite réaliser 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
Un facteur majeur qui influencera le choix entre le fraisage et le lamage est l'espace. Le profil incliné du fraisage permet une meilleure efficacité de l'espace. Le lamage offre une meilleure sécurité de montage mais utilise plus d'espace vertical. Lors du choix de l'une ou l'autre option, le jeu dans le composant et empilement de planches doit être pris en compte.
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 sont très efficaces sur les circuits imprimés minces, en particulier dans la plage de 0.062" à 0.093". Cela est dû à leur conception, qui permet de répartir la contrainte appliquée sur le matériau réduit épaisseur.
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
Gardez les angles de coupe anguleux, réduisez le ton sur le forage et un contrôle de profondeur adéquat pour ne pas perdre la résistance du matériau. Pour le lamage : assurer la concentricité sur les diamètres plus ou moins grands. La vitesse de coupe sera utilisée pour éviter la production de bavures et produire une coupe 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 ?
Lorsque vous avez besoin d'une surface de montage plane sur une surface irrégulière ou incurvée, utilisez visageLe lamage produit également un trou avec une zone lisse et plate tout autour du trou pour une fixation correcte. Pour les surfaces qui nécessitent des fixations encastrées, le lamage fonctionne mieux.
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.