La plupart des trous de fixation PCB sont de simples cylindres traversant l’épaisseur. Certains produits exigent toutefois une tête de vis affleurante ou en retrait. Deux usinages répondent à ce besoin : le lamage et la fraisure.
Ils peuvent sembler proches sur un plan, mais reçoivent des vis différentes et demandent des informations distinctes. Ce guide précise les dimensions et vérifications qui évitent fissures du stratifié, cuivre exposé et fixations incompatibles.
Lamage et fraisure : la différence essentielle#
Un lamage est un évidement cylindrique élargi à fond plat. Il reçoit généralement une vis à tête cylindrique ou une autre fixation à face d’appui plane.
Une fraisure est conique. Elle accueille une vis à tête fraisée dont la face inférieure correspond à l’angle prévu. Avec les bonnes dimensions, la tête peut affleurer la carte.
| Caractéristique | Lamage | Fraisure |
|---|---|---|
| Forme | Cylindrique, fond plat | Conique |
| Vis typique | Tête cylindrique ou appui plat | Tête fraisée |
| Dimensions clés | Diamètre traversant, diamètre et profondeur du lamage | Diamètre traversant, grand diamètre ou profondeur, angle au sommet |
| Risque principal | Stratifié restant trop mince sous le lamage | Angle ou profondeur incorrects : tête saillante ou trop enfoncée |
Qu’est-ce qu’un lamage PCB ?#
Le lamage ajoute depuis une face un évidement coaxial plus large autour d’un trou traversant. L’outil crée une paroi verticale et un épaulement nominalement plat. La tête de vis repose sur cet épaulement plutôt que sur la surface extérieure.
Il est utile quand l’espace au-dessus de la carte est limité ou pour loger une tête dans un évidement défini. Il peut aussi positionner certains inserts ou entretoises, sans devenir une portée de précision tant que les tolérances ne sont pas convenues avec le fabricant.
Le plan doit indiquer :
- le diamètre fini du trou central ;
- le diamètre du lamage ;
- la profondeur depuis une face identifiée ;
- la métallisation ou non du trou central ;
- les tolérances de diamètre et de profondeur ;
- le nombre et les positions exactes.
Qu’est-ce qu’une fraisure PCB ?#
La fraisure élargit l’entrée d’un trou en cône pour recevoir la face inclinée d’une tête fraisée. L’angle au sommet fait partie de la définition. Les familles de vis ayant des angles différents, choisissez la fixation avant de définir la carte.
Le fabricant demande normalement diamètre fini traversant, grand diamètre ou profondeur, angle, face, métallisation et tolérances. La seule mention « fraisure pour M3 » est risquée : norme, tête, finition et position souhaitée peuvent varier.
Trop peu profonde, la fraisure laisse dépasser la tête. Trop profonde, elle peut réduire la portée, empiéter sur le dégagement du cuivre ou laisser trop peu de stratifié autour du trou.
Pourquoi l’usinage est délicat sur un PCB#
Un PCB est un composite stratifié, pas une plaque métallique homogène. Cuivre, résine renforcée de verre, trous métallisés, vernis et plans internes interagissent avec l’usinage. Un enlèvement après stratification peut exposer les fibres, interrompre le cuivre et créer des contraintes locales.
L’épaisseur constitue la première limite. Il faut conserver assez de stratifié résistant sous l’évidement. Une carte mince peut ne pas supporter la tête envisagée. Si l’effort est important, examinez l’assemblage complet : rondelles, entretoises, bossages du boîtier, couple et vibrations.
Le dégagement du cuivre est tout aussi important. Toutes les couches doivent rester hors de l’enveloppe maximale d’usinage, tolérances de repérage et de fraisage comprises. Un évidement dégagé en vue de dessus peut encore entamer un plan de masse interne.
Métallisé ou non ?#
Les trous mécaniques sont souvent spécifiés non métallisés, ou NPTH, notamment pour isoler électriquement la vis. Une métallisation peut être volontaire pour une liaison au châssis, mais les exigences électriques et mécaniques doivent être documentées.
Ne supposez pas que la surface du lamage ou de la fraisure sera métallisée. Ces usinages sont souvent secondaires et l’ordre des opérations détermine les surfaces recevant cuivre et finition. Si conductivité, protection du cuivre ou liaison châssis en dépendent, confirmez le montage avec le fabricant plutôt que de compter sur un symbole générique.
Les bases sont détaillées dans le guide des trous de fixation PCB.
Coter correctement les évidements#
Partez du plan réel de la vis. Utilisez diamètre et hauteur maximaux de la tête et sa géométrie inférieure, pas seulement la désignation nominale. Décidez si la tête doit être entièrement noyée, exactement affleurante ou simplement ne pas gêner une pièce voisine.
Préparez ensuite une note de fabrication ou un plan maîtrisé indiquant :
- type : lamage ou fraisure ;
- diamètre traversant fini et tolérance ;
- grand diamètre de l’évidement et tolérance ;
- profondeur du lamage, ou angle et profondeur/grand diamètre de la fraisure ;
- face usinée : dessus, dessous ou les deux ;
- désignation PTH ou NPTH ;
- quantité et positions de référence ;
- épaisseur restante ou autre limite mécanique critique si nécessaire.
ODB++ et IPC-2581 transmettent des attributs de trous enrichis, et certains outils définissent directement ces usinages. Un plan lisible reste utile pour clarifier face, profondeur et critères d’acceptation.
Liste DFM pour lamages et fraisures PCB#
- Confirmer tôt la capacité. Ces opérations particulières peuvent modifier coût et délai.
- Vérifier le stratifié restant. Éviter un fond excessivement mince sous le lamage.
- Dégager toutes les couches de cuivre. Définir l’exclusion avec diamètre maximal et tolérance.
- S’éloigner du bord. Trop peu de matière peut fissurer à l’usinage ou au serrage.
- Examiner les éléments voisins. Modéliser tête réelle, accès de l’outil, rondelle et entretoise.
- Maîtriser le couple. Une charge locale excessive peut écraser ou délaminer le FR-4.
- Identifier la face. Un usinage inversé n’est pas interchangeable avec celui prévu.
- Éviter les fichiers ambigus. Ne pas représenter l’évidement uniquement par des perçages superposés.
Quand éviter ces usinages ?#
Sur une carte mince, fortement chargée ou souvent démontée, ils peuvent être inadaptés. Une entretoise, un évidement dans le boîtier, une rondelle épaulée, un insert captif ou une autre tête de vis peuvent déplacer l’effort hors du stratifié.
Une nouvelle conception est aussi pertinente si l’usinage empiète sur le cuivre, s’approche d’un bord détouré ou impose une tolérance de profondeur trop coûteuse. Des trous standards laissant au boîtier précision et résistance sont souvent moins risqués.
Conseil final de conception#
Choisissez d’abord la fixation, puis adaptez la carte à ses dimensions maîtrisées. Utilisez un lamage pour l’appui plat et une fraisure pour la tête conique. Spécifiez géométrie, face, métallisation et tolérances, puis faites vérifier l’épaisseur restante et les dégagements du cuivre avant production.
En cas de trous particuliers, d’usinage de bord ou de contraintes de boîtier serrées, envoyez les fichiers PCB et le plan mécanique ensemble pour une revue de fabrication et un devis.
FAQ sur les lamages et fraisures PCB#
Une fraisure convient-elle à une vis à tête cylindrique ?
Normalement non. Son appui plat correspond mieux à un lamage. La fraisure reçoit la face conique d’une tête fraisée.
Peut-on métalliser ces évidements ?
Le trou central peut être métallisé ou non ; la surface de l’évidement dépend de la séquence et du fournisseur. Spécifiez et confirmez le besoin électrique.
Doivent-ils figurer dans le fichier de perçage ?
Ils doivent être représentés dans des données compatibles et clairement décrits sur plan ou note. Ne vous reposez pas sur une couche graphique ambiguë.
Quel angle de fraisure choisir ?
L’angle défini par la norme et le plan de la vis retenue. Toutes les têtes fraisées n’utilisent pas le même angle.
Références techniques#
Les attributs logiciels et dimensions sont décrits dans la documentation Altium sur lamages et fraisures. Les exigences générales des cartes rigides figurent dans la famille de normes IPC-2220.