Circuit Simple Face (1L)
La carte la plus simple, la plus rapide et la plus économique qui existe : cuivre sur une seule face, aucun trou métallisé à connecter. Voici exactement comment une carte simple face est fabriquée, de quoi elle est faite, comment bien la concevoir, et quelles classes IPC et tolérances s'appliquent.
Cuivre sur une face, substrat sur l'autre
Une carte simple face a du cuivre conducteur sur une seule face du substrat — l'autre face est du FR4 nu. Tous les composants sont montés et soudés sur la face cuivre ; les broches des composants traversants passent à travers la carte mais aboutissent sur un pad de cette même couche de cuivre unique. Il n'y a pas de seconde couche de cuivre à connecter, donc aucune étape de métallisation de trou n'existe — c'est la plus grande simplification de procédé par rapport à tout autre type de carte de ce site, et c'est exactement pourquoi le simple face est l'option la plus rapide et la moins chère à fabriquer.
Comme tout doit être routé sur un seul plan, le layout lui-même fait plus de travail : le placement des composants, les ponts de câblage et un motif de masse délibéré remplacent une seconde couche ou un plan interne. C'est une vraie discipline de conception, pas seulement "l'option bon marché" — et pour une immense gamme de produits, c'est réellement le bon choix.
- Drivers & éclairage LED
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- Cartes de capteurs et de relais
- Cartes éducatives et prototypes en petite série
Le procédé de fabrication, étape par étape
Chaque étape ici se déroule sur une seule face de cuivre — il n'y a pas de seconde couche à métalliser, aligner ou tester, ce qui maintient les délais des cartes simple face courts.
Préparation du panneau
Le stratifié FR4 cuivré est découpé à la taille du panneau et nettoyé de l'huile, de la poussière et de l'oxyde, pour que la résine photosensible adhère correctement à l'étape suivante.
Insolation
Un film de résine photosensible est appliqué sur le cuivre, exposé aux UV à travers le photomasque du circuit, puis développé pour révéler exactement le motif à graver ou à protéger.
Gravure
La gravure chimique élimine tout le cuivre non protégé, ne laissant que les pistes de circuit voulues ; la résine restante est ensuite retirée.
Perçage
Les trous de broches de composants et de montage sont percés. Sur une carte simple face, ce sont de simples trous mécaniques sans paroi de cuivre — il n'y a pas de seconde couche à laquelle un trou métallisé devrait se connecter.
Vernis épargne
Un vernis épargne photosensible liquide est appliqué sur la face cuivre, puis exposé et développé pour laisser les pads et les trous libres, en protégeant les pistes.
Sérigraphie
Les repères de référence, marques de polarité et tout texte de légende nécessaire sont imprimés sur la face composants.
Finition de surface
Une finition soudable, résistante à l'oxydation, est appliquée sur chaque pad de cuivre exposé, pour que le brasage ultérieur des composants soit fiable.
Détourage/fraisage
Les cartes individuelles sont fraisées ou découpées du panneau de production à leur contour final.
Test électrique
La continuité et l'isolation sont vérifiées net par net — plus simple que sur une carte multicouche, puisqu'il n'y a qu'un seul plan de cuivre à vérifier, mais testé néanmoins sur chaque carte individuellement.
Contrôle final
Une vérification visuelle et dimensionnelle finale par rapport au plan de fabrication, avant l'emballage.
FR4, épaisseur de cuivre et finition
Le substrat est du FR4 — un tissu de fibre de verre lié par une résine époxy ignifuge, choisi pour sa résistance mécanique, son absorption d'eau quasi nulle et son isolation électrique stable. La température de transition vitreuse (Tg) — le point où la résine commence à ramollir — détermine le stress thermique qu'elle tolère : un Tg standard (~130–140°C) suffit pour la plupart des conceptions grand public simple face ; un Tg plus élevé ne compte vraiment que lorsque l'assemblage chauffe davantage ou que plus de cycles thermiques sont attendus.
| Épaisseur cuivre | Épaisseur | Usage typique |
|---|---|---|
| 0,5 oz | ≈17,5 µm | Conceptions signal uniquement à pas fin |
| 1 oz | ≈35 µm | Pistes de signal standard — par défaut pour la plupart des cartes |
| 2 oz | ≈70 µm | Pistes de puissance, drivers LED — partout où le courant compte |
Comme les cartes simple face sont souvent exactement le type de conception alimentation/driver LED qui a besoin de vrai courant, l'épaisseur de cuivre est l'un des rares choix de matériau qui mérite d'être décidé délibérément, pas par défaut — chaque piste sur une carte simple face est, par définition, une piste de couche externe, ce qui lui donne à peu près le double de la capacité de courant par unité de largeur d'une piste de couche interne enfouie sur une carte multicouche (selon le modèle de facteur k de l'IPC-2221). La finition de surface est typiquement du HASL-LF pour les travaux simple face sensibles au coût — bonne soudabilité au prix le plus bas — l'ENIG étant l'alternative habituelle là où une surface plus plate ou une durée de conservation plus longue est nécessaire.
Règles de layout & DFM pour cartes simple face
Une seule couche de cuivre signifie que le layout lui-même doit faire le travail qu'une seconde couche ou un plan interne ferait autrement.
Classes IPC & normes de qualité
Même le type de carte le plus simple est qualifié et inspecté selon le même cadre IPC qu'une carte à 6 couches — juste face à un ensemble de caractéristiques plus simple.
| Classe IPC-6012 | Usage typique |
|---|---|
| Classe 1 | Produits électroniques généraux — appareils grand public à durée de vie limitée, fonction simple |
| Classe 2 | Électronique à usage dédié — le seuil de facto de l'industrie pour la plupart des productions commerciales |
| Classe 3 | Électronique haute fiabilité — médical, militaire/aérospatial, où l'échec n'est pas une option |
IPC-A-600 définit les critères d'acceptation visuels/dimensionnels associés à chaque classe — l'état du matériau de base, la couverture du vernis épargne, la largeur/l'espacement des conducteurs, l'état des trous non métallisés et des bords sont tous jugés par rapport à celui-ci. IPC-2221 est la norme de conception générique derrière les calculs largeur-de-piste-versus-courant ; pour le cuivre de couche externe (ce que sont toujours les pistes simple face), son coefficient de capacité de courant est environ le double de ce que reçoit une piste de couche interne d'un multicouche pour la même section.
Nos vraies spécifications pour cartes simple face
Tout ce qui précède est une pratique générale de l'industrie. Voici ce que nous fabriquons réellement, en interne, à Iași.
| Épaisseur de carte | 0,51 – 2,4 mm |
| Épaisseur de cuivre | 18 / 35 / 50 / 70 µm |
| Température de transition vitreuse (Tg) | 135 °C standard, 150 °C ou 170 °C sur demande |
| Piste / isolation minimale | 0,15 mm / 0,15 mm |
| Perçage minimal | 0,3 mm (pad 0,5 mm) |
| Panneau maximal (1–2 couches) | 390 × 520 mm |
| Vernis épargne | Vert, blanc, noir, rouge, bleu, jaune |
| Finition de surface | HASL-LF (sans plomb, conforme RoHS) |
| Tests | Test électrique à 100 % (court-circuit et circuit ouvert, flying probe) et inspection AOI sur chaque carte |
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