Types de carte
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Guide type de carte

Circuit Double Face (2L)

Le type de carte le plus répandu dans l'industrie : cuivre sur les deux faces, reliées par des trous métallisés. Voici exactement comment une carte double face est fabriquée, de quoi elle est faite, comment bien la concevoir, et quelles classes IPC et tolérances s'appliquent.

Made in EU Fabriqué à Iași, en Roumanie (UE) — certificat d’origine disponible sur demande.
Ce que c'est

Deux couches de cuivre, reliées par des trous métallisés

Une carte double face a du cuivre sur le dessus et le dessous du substrat, connectés électriquement par des trous métallisés (PTH) — des trous percés mécaniquement dont les parois sont rendues conductrices par dépôt de cuivre. Ce trou métallisé est toute la raison d'être des cartes double face : il permet à un signal de passer d'une face à l'autre, et c'est la seule étape de procédé qui n'existe tout simplement pas sur une carte simple face.

Situé entre le simple face (simple, le moins cher) et le multicouche (dense, le plus capable), le double face est le cheval de bataille de l'industrie — bonne performance électrique, vraie flexibilité de routage grâce à deux couches, tout en restant simple, rapide et économique à fabriquer.

2× Cu · FR4 · Vernis épargne
  • Électronique grand public générale — audio, alimentations, électroménager
  • Modules automobiles — calculateurs, éclairage LED, interfaces de capteurs
  • Commandes industrielles — automates, drivers moteurs, instrumentation
  • Équipements télécom — routeurs, modems, matériel réseau
  • Le choix par défaut dès qu'une conception dépasse le simple face
Comment c'est fabriqué

Le procédé de fabrication, étape par étape

La différence déterminante par rapport au simple face : les trous sont percés avant la métallisation du cuivre, car c'est la métallisation qui relie réellement les deux couches.

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Préparation du matériau

Un noyau FR4 avec feuille de cuivre pré-laminée sur les deux faces, vérifié selon les règles de piste/espacement/perçage de la conception avant le début de la production.

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Perçage

Chaque trou métallisé est d'abord percé mécaniquement — à ce stade, les parois du trou sont encore de la fibre de verre nue, non conductrice, avec ensuite nettoyage des débris et du bavures de résine (smear).

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Cuivre chimique

Comme la paroi du trou n'est pas encore conductrice, une fine couche d'amorçage en cuivre chimique (electroless) y est d'abord déposée — l'étape qui rend la métallisation possible.

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Métallisation électrolytique

Cette couche d'amorçage est renforcée par métallisation électrolytique du cuivre, sur les parois du trou et la surface de la carte ensemble — c'est ce trou métallisé qui relie réellement le cuivre du dessus et du dessous.

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Insolation

La résine photosensible est appliquée sur les deux faces et insolée avec le motif de circuit, définissant exactement ce qui reste cuivre et ce qui sera gravé à l'étape suivante.

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Métallisation sélective (pattern plating)

Le motif de circuit exposé — et les parois des trous — reçoivent une métallisation de cuivre supplémentaire sur les deux faces ensemble, jusqu'à l'épaisseur cible finale.

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Gravure

La résine est retirée et le panneau est gravé, éliminant tout le cuivre indésirable et laissant le motif de circuit fini sur les deux faces.

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Vernis épargne

Appliqué sur les deux faces pour isoler les pistes de cuivre et prévenir les ponts de soudure lors de l'assemblage.

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Sérigraphie

Les marquages de légende et de référence sont imprimés sur une ou les deux faces selon les besoins de la conception.

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Finition de surface

Appliquée sur chaque pad exposé des deux faces, pour un brasage fiable et sans oxydation.

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Détourage/fraisage

Les cartes sont découpées du panneau de production à leur contour final.

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Test électrique

Vérifie maintenant spécifiquement la continuité et l'isolation de trou à trou et de couche à couche — pas seulement la continuité d'un seul plan comme sur une carte simple face.

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Contrôle final

Inspection optique plus vérification visuelle/dimensionnelle finale, souvent appuyée par un échantillonnage en coupe transversale pour vérifier la qualité de la métallisation, avant l'emballage.

Matériaux

FR4, épaisseur de métallisation et finition

Le substrat est du FR4 standard, avec une épaisseur de cuivre parfois spécifiée différemment dessus vs. dessous — bien que faire correspondre les deux faces soit généralement le choix le plus sûr, car une épaisseur de cuivre inégale entre les faces déséquilibre la carte autour de son axe médian et ajoute une contrainte thermique lors de la refusion et de la nivellement à l'air chaud (HASL), ce qui peut favoriser le gauchissement. Le cuivre dans la paroi du trou lui-même a un minimum réel, imposé par les normes : l'IPC-6012 exige une épaisseur moyenne de métallisation d'environ 20 µm (0,8 mil) pour la Classe 2 et 25 µm (1 mil) pour la Classe 3 — une métallisation fine et peu fiable dans le fût est exactement ce qui cause des connexions intermittentes ou défaillantes plus tard.

Finition de surfaceIdéale pourCompromis
HASL-LFCartes polyvalentes, riches en composants traversantsLa moins chère ; pas idéale pour pas fin/BGA
ENIGPas fin, BGA, durée de conservation plus longueSurface plus plate, coût plus élevé
Argent chimique (immersion)Conceptions RF, excellente performance électriqueSensible au ternissement, conservation plus courte
Étain chimique (immersion)Conforme RoHS, moins cher que l'ENIGRisque de whiskers d'étain et de manipulation
Conception pour la fabrication

Règles de layout & DFM pour cartes double face

Deux couches ouvrent une vraie stratégie de routage — la planification de la masse compte autant que le routage du signal.

Consacrez la couche inférieure principalement à un plan de masse et routez le signal surtout en haut — planifiez la masse avant le routage détaillé du signal, pas après.
Évitez les longues pistes parallèles se chevauchant directement en haut et en bas — routez orthogonalement entre couches là où elles se croisent pour réduire la diaphonie.
Seuls les vias traversants sont physiquement possibles sur 2 couches — il n'y a pas de couche intermédiaire où un via borgne ou enterré pourrait s'arrêter.
Gardez le rapport d'aspect du perçage (épaisseur carte ÷ diamètre du trou) sous environ 10:1 pour une métallisation fiable — rarement une contrainte réelle aux épaisseurs typiques du 2 couches.
Connectez les masses des composants directement dans le plan de masse avec des vias — ce plan est tout le chemin de retour sur une carte sans plan interne.
Utilisez une matrice de vias thermiques sous les composants de puissance pour conduire la chaleur de la face composants vers la zone de cuivre opposée agissant comme dissipateur.
Donnez aux pads métallisés une vraie marge d'anneau annulaire au-delà de la taille finale du trou — des anneaux trop justes sont la cause la plus fréquente de perte de rendement à cette étape.
Pour un assemblage double face, regroupez les composants de forte puissance près du bord du chemin d'alimentation et placez les composants plus légers sur la face secondaire, pour garder le reflow en deux passes simple.
Normes

Classes IPC & normes de qualité

La qualité des trous métallisés est le point où les cartes double face commencent vraiment à s'appuyer sur le cadre IPC.

Classe IPC-6012Usage typiqueCuivre min. en paroi
Classe 1Électronique grand public générale—
Classe 2Électronique à usage dédié — seuil le plus courant≈ 20 µm (0,8 mil)
Classe 3Haute fiabilité — médical, aérospatial, militaire≈ 25 µm (1 mil)

IPC-A-600 est la norme compagne de critères d'acceptation visuels de la 6012, et pour les trous métallisés spécifiquement, elle définit des défauts comme les vides de métallisation (une discontinuité dans le cuivre de la paroi du trou, généralement due à un pouvoir de pénétration insuffisant du bain ou à une contamination piégée lors de la métallisation électrolytique) et le effet de mèche (wicking) (pénétration capillaire de la chimie de métallisation le long des fibres de verre exposées) — tous deux vérifiés lors de l'inspection en coupe transversale. IPC-2221 continue de régir le dimensionnement largeur-de-piste-versus-courant ; les deux couches d'une carte 2 couches comptent comme couches externes, donc les deux reçoivent le coefficient de capacité de courant le plus favorable dans ce modèle.

Capacités PCB-ELECTRA

Nos vraies spécifications pour cartes double face

Tout ce qui précède est une pratique générale de l'industrie. Voici ce que nous fabriquons réellement, en interne, à Iași.

Épaisseur de carte0,51 – 2,4 mm
Épaisseur de cuivre18 / 35 / 50 / 70 µm
Température de transition vitreuse (Tg)135 °C standard, 150 °C ou 170 °C sur demande
Piste / isolation minimale0,15 mm / 0,15 mm
Perçage minimal0,3 mm (pad 0,5 mm)
Panneau maximal (1–2 couches)390 × 520 mm
Vernis épargneVert, blanc, noir, rouge, bleu, jaune
Finition de surfaceHASL-LF (sans plomb, conforme RoHS)
TestsTest électrique à 100 % (court-circuit et circuit ouvert, flying probe) et inspection AOI sur chaque carte

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