Comprendre les trous de fixation des PCB#
Les trous de fixation permettent de monter un circuit imprimé sur un châssis ou dans un boîtier. Généralement plus grands que les autres perçages, ils sont placés aux angles ou à d’autres points d’appui importants. Ils assurent la stabilité mécanique de la carte dans le produit fini.
Les types de trous de fixation#
On distingue principalement les trous métallisés et les trous non métallisés.
- Trous métallisés : leur paroi conductrice permet de relier des couches, par exemple une pastille de masse extérieure à un plan de masse interne. Ils servent également de points de montage pour les vis et autres fixations, ce qui impose une conception mécanique adaptée.
- Trous non métallisés : ils servent surtout à la fixation mécanique et restent isolés des pistes et des composants électriques. Une zone d’exclusion peut être nécessaire pour éviter toute interaction avec le circuit.
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Les vias autour des trous de fixation#
De petits vias entourent parfois le trou de fixation. Ils peuvent remplir plusieurs fonctions :
- Répartir la liaison sur une surface plus large et contribuer à une structure supportant les efforts mécaniques et les vibrations.
- Relier les masses entre les couches, dans le cadre de la réduction des interférences et du bruit des circuits sensibles ou haute fréquence.
- Relier thermiquement un plan de cuivre ou un dissipateur à la zone de fixation pour faciliter l’évacuation de la chaleur.
Leur rôle dans la conception#
Les trous de fixation influent sur la mécanique et sur les fonctions électriques de la carte. Leur position et leur type doivent être définis pour assurer la stabilité, le bon fonctionnement et la compatibilité avec le boîtier final.
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Les critères à examiner#
- Dimensions et position : le diamètre et l’emplacement doivent répondre aux contraintes mécaniques du produit.
- Connexion électrique : les trous métallisés doivent assurer les liaisons prévues sans créer de court-circuit ni de couplage indésirable.
- Gestion thermique : dans les applications de puissance, examiner aussi le rôle des vias voisins dans l’évacuation de la chaleur.
Conclusion#
Souvent négligés, les trous de fixation assurent la stabilité mécanique et peuvent contribuer à la fonction électrique et thermique du PCB. Une conception adaptée participe aux performances et à la durée de vie de l’ensemble.
Liste de contrôle pour les trous de fixation#
Un trou de fixation fait partie de la chaîne de cotes du boîtier. Son diamètre fini, sa métallisation, ses distances au cuivre et sa tolérance de position doivent découler de la vis, du bossage, de la rondelle et de la méthode d’assemblage, plutôt que d’une empreinte générique.
- Choisir explicitement une réalisation métallisée ou non métallisée.
- Définir le diamètre fini et uniquement la tolérance nécessaire à l’assemblage.
- Prévoir une exclusion de cuivre sur toutes les couches lorsque l’isolation est requise.
- Vérifier le dégagement de la tête de vis et de la rondelle par rapport aux composants voisins.
- Tenir compte des tolérances de détourage, de la position du bord et de l’alignement avec le boîtier.
- Éviter un serrage excessif qui écraserait le stratifié ou courberait la carte.
Questions fréquentes#
Faut-il relier les trous de fixation à la masse ?
Uniquement si la conception du châssis et de la CEM le prévoit. Un trou métallisé relié à la masse et un trou NPTH isolé remplissent des fonctions électriques différentes.
Quel diamètre prévoir pour le passage d’une vis ?
Il faut partir de la norme de fixation et ajouter les tolérances de position, de revêtement et d’assemblage. Le diamètre nominal de la vis ne suffit pas.
Les trous NPTH nécessitent-ils une exclusion de cuivre ?
Oui, lorsque la fixation doit rester isolée ou lorsque la fabrication exige une distance minimale autour du bord du perçage.