PCB à Plotages (Castellated) : Solution Optimale pour Assemblage Efficace de Cartes

Avez-vous entendu parler de la technologie de montage en surface (CMS/SMT) et du montage traversant (THT) ?

Ce sont deux méthodes régulières pour monter un PCB sur un autre. Cet article présente une technologie différente : le PCB à plotages (castellated PCB).

Les plotages (castellations) diffèrent des technologies de montage. Ils offrent des façons uniques de souder deux PCB pour une application. La grande question : qu'est-ce qu'un PCB à plotages ?

Nous examinerons les PCB à plotages en détail et comment souder les bords plotagés.

Que Sont les PCB à Plotages ?

Les plotages sont des trous en forme de croissant faits au bord des PCB. On les appelle aussi trous semi-métallisés. Ils facilitent et rendent plus commode le montage de PCB.

De plus, les plotages aident à aligner correctement les cartes et simplifient le soudage.

Les PCB à plotages utilisent le processus de soudure carte-à-carte (board-to-board). Vous pouvez construire différents modules : WiFi, Bluetooth, etc.

Surtout, les plotages fournissent une connexion directe entre PCB. Bien que vous assembliez deux cartes, le système reste fin. Les cartes ne deviennent pas encombrantes après soudure.

La plupart des concepteurs préfèrent la soudure carte-à-carte aux autres technologies de montage quand deux PCB doivent être assemblés. Les trous plotagés créent des liens entre modules et cartes.

Pourquoi Utilise-t-on des Trous Plotagés ?

Trous Plotagés

Plusieurs usages : créer des modules PCB (Bluetooth, WiFi) ajoutés comme unités indépendantes sur une carte séparée lors de l'assemblage.

On les utilise aussi pour combiner deux cartes, pour liaisons PCB et connexions PCB-à-PCB sans fil.

Applications des Trous Plotagés

Presque aucune limite : informatique, énergie, télécoms, électronique grand public haut de gamme, contrôle industriel, automobile, etc.

Application Informatique

Avantages des PCB à Plotages

Plusieurs avantages. Exemple : répliquer des parties d'un circuit PCB. Si un circuit a besoin d'un onduleur ou boucles de rétroaction, fabriquez des dizaines de sous-circuits pour tests.

Exemple de Sous-circuit

Soudez-les ensuite sur les PCB principaux qui en ont besoin. Voici d'autres avantages :

• Créer des liaisons sans fil entre PCB.
• Monter facilement un PCB à plotages sur un autre pour le produit final.
• Changer facilement la disposition des broches des composants. Basculer les broches selon vos besoins.
• Créer de petits modules et cartes d'évaluation (breakout boards) pour parties de PCB plus grands.
• Utiliser des PCB uniques pour créer des modules intégrés, puis les utiliser avec d'autres PCB en production.

Processus de Fabrication PCB à Trous Demi-Métallisés

La fabrication de trous plotagés conventionnels est simple : perçage, dépôt chimique de cuivre, métallisation du panneau, transfert d'image, métallisation du motif.

Puis : gravure, impression masque de soudure, finition de surface. Enfin : plotage des trous et fraisage de contour.

Bien que simples, ces étapes ne donnent pas les meilleurs résultats, surtout en performance. Il existe une méthode plus avancée, similaire mais avec légères différences.

La méthode avancée commence par percer les bords de la plaque de substrat. Utilisez uniquement un équipement de perçage spécialisé. Sinon, problèmes à l'étape suivante.

L'étape suivante : métallisation dans le trou. Assure que les trous ont une couche de cuivre pour meilleure conductivité.

Spécifications Recommandées pour Trous Plotagés

Les trous plotagés ont des spécifications de conception à suivre :

• Taille : utilisez la plus grande taille gérable
• Nombre de trous : votre design détermine le nombre. Assurez-vous qu'il soit optimal, sinon assemblage et alignement difficiles.
• Finition de surface : selon l'application. Nous recommandons la finition ENIG.
• Design des pastilles : utilisez la plus grande pastille possible sur le dessus et le dessous de la carte.

PCB à Plotages : Comment Souder les Bords Plotagés ?

Rien de compliqué. Assurez-vous que votre carte a des trous plotagés et empreintes (pads) correspondants. Des connaissances en soudure sont nécessaires pour éviter d'endommager la carte.

Si vous débutez en soudure, apprenez-en plus ici.

Voici les composants nécessaires :

Outils Requis et Spécifications

• Fer à souder : Tout fer à température réglable. Embout devant entrer dans les vias plotagés. Sinon, risque de ponts de soudure.

Fer à Souder

• Éponge en laiton : Sinon, éponge ordinaire légèrement humide.

Éponge en Bronze

• Soudure : Sans plomb, flux hydrosoluble, diamètre 0,020" (0,5 mm).

Soudure

• Stylo à flux (hydrosoluble).

Stylo à Flux

• Pince à épiler.

• Brosse (soies ¼ pouce).
• Alcool isopropylique : pour enlever le flux résiduel et éviter les dommages. Flux hydrosoluble = eau chaude déionisée, mais alcool fonctionne.

Alcool Isopropylique

Outils Optionnels

• Étain pour pointe
• Trèfle à souder (solder wick)
• Troisième main ou étau
• Lingettes faible peluche
• Pinces coupantes diagonales

Étapes de Soudure

Suivez ces étapes :

Étape 1 : Préparer le Poste de Travail

Zone sûre autour du fer à souder :

• Zone dégagée, outils à portée.
• Tapis ESD ou surface ignifugée.
• Branchez et allumez le fer. Réglez ~370 °C.
• Éponge ordinaire : humide, pas gouttante.

Étape 2 : Nettoyer la Pointe du Fer

Appliquez de la soudure sur la pointe chaude ou trempez dans l'étain pour pointe. La chaleur fait fondre et forme un revêtement.

Enlevez l'excès avec l'éponge. Répétez si pointe pas brillante et propre.

Étape 3 : C'est Parti pour la Soudure !

Soyez prudent. Commencez par une pastille d'angle. Posez délicatement la pointe sur la pastille 1-2 secondes.

Ajoutez lentement de la soudure entre pointe et pastille. Une fois fondue, vous avez un joli dôme remplissant la pastille. Retirez le brin de soudure avant le fer.

Étape 4 : Ajouter du Flux

Ajoutez du flux sur votre dôme de soudure. Sans trop de pression pour éviter les débordements.

Étape 5 : Monter Votre Module

Prenez votre module et le fer. Utilisez la pince pour tenir le module près pendant que vous faites fondre le dôme. Glissez le module en place en gardant le dôme chauffé.

Le plotage doit reprendre de la soudure. Touchez le via et la pastille avec la soudure fondue. Ajustez et alignez le module pendant que la soudure est chaude.

Note : Assurez-vous que la carte est dans le bon sens pour éviter erreurs. Ne touchez pas les cartes pendant le refroidissement.

Répétez pour les autres broches. Inspectez : la soudure doit toucher via et pastille.

Mot de la Fin

Les PCB à plotages sont utiles pour monter et connecter sans fil deux PCB. Les trous plotagés facilitent la soudure et l'alignement.

Assurez-vous que trous plotagés et empreintes (pads) correspondent avant montage et connexion.

N'hésitez pas à nous contacter pour construire un PCB à plotages.