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La Classe !

Les classes de fabrication

En électronique on entend souvent parler de classes de fabrication. On ne sait pas toujours ce que c’est vraiment et encore moins comment s’en servir concrètement.

Qu’est-ce que la classe d’un circuit imprimé?

La classe d’un circuit imprimé est une caractéristique du circuit imprimé unitaire (non équipé). Elle est définie par la norme NF C 93-713 de janvier 1989 « Composants électroniques – Cartes imprimées – Prescriptions générales ». Il est malheureux qu’une nouvelle version ne vienne pas compléter les cas connus en 1989, toutefois elle est applicable à une large part des circuits fabriqués aujourd’hui.

La classe concerne :

  • La densité de la carte, ou en d’autres termes la finesse de la gravure du cuivre,  désignée par un chiffre entre 1 et 6
  • Les interfaces désignés par une lettre entre A et C, non couvert dans cet article.

On parlera de classe 5A par exemple. Dans la pratique on se contente généralement de ne donner que la densité. On parlera de circuit imprimé classe 3, classe 4, classe 5, etc Plus le nombre est élevé plus la gravure est fine.

La classe détermine le degré de complexité de la fabrication d’une carte. Ce sont les détails les plus fins qui déterminent la classe. Elle s’applique à un circuit imprimé ou à une couche du circuit imprimé. Ceci est hors norme, toutefois on parlera parfois de classe 5 localement 6, classe 4 localement 5, classe 3 localement 4, …

De nos jours tout les fournisseurs de circuit imprimé fournissent de la classe 5 au moins et on peut légitimement se demander pourquoi continuer de parler des classes 1 à 4.

L’épaisseur de cuivre apporte une limite à la taille des détails qui peuvent être gravés. Les classes sont données avec une épaisseur de cuivre maximale. La classe 5 par exemple n’est applicable que pour des couches de 50µm et inférieur. Pour un cuivre de 7oµm la classe la plus fine applicable est la classe 4.

La classe a un impact fort sur le prix de revient des circuits imprimés de série. Des technologies différentes peuvent être adoptées en fonction de la classe de gravure avec différent coûts de machine et de main d’oeuvre : l’investissement industriel, le réglage des machines, le taux de rebut ne sont pas non plus équivalents selon la classe.

La norme décline les valeurs de chaque paramètre dans 3 tableaux: conception, cliché et carte finie. Seul le tableau conception intéresse le concepteur lors du routage. Il est néanmoins important de considérer qu’un fichier informatique représente les nombres en précision finie et qu’une fois quitté l’ordinateur pour devenir objet tangible, l’outillage de fabrication et le circuit imprimé lui même vont diverger des valeurs attendues. L’objet des spécifications sur les clichés et les circuits finis est de définir la tolérance acceptable dans le processus industriel.

En pratique :

 

images_classe

En détail

Classe 3 – Electronique de puissance et grande série

La classe 3 permet de réaliser des cartes avec des épaisseurs de cuivre allant jusqu’à 105um.

La classe 3 permet de réaliser des cartes électroniques en sérigraphie ce qui réduit fortement le prix unitaire des pièces de grande série.

  • Epaisseur de cuivre maximale couches externes : 105µm
  • Epaisseur de cuivre maximale en couche interne : 70um
  • Trace minimale : 0,31mm
  • Isolation minimale : 0,31mm
  • Diamètre pastille – diamètre trou (non métallisé) : 0,9mm
  • Diamètre pastille – diamètre trou (métallisé) : 0,6mm
  • Diamètre via – diamètre trou : 0,45mm
  • Distance du masque de soudure au pad : 0,15mm
  • Largeur de masque de soudure minimale : 0,31mm

Classe 4

La classe 4 est la plus grossière des classes fabriquées exclusivement par des procédés photographiques. Elle permet de graver jusqu’à 70µm de cuivre en couche externe et 35µm en couche interne. Ses épaisseurs de cuivre en font une classe idéale les applications de petite puissance. C’est la classe idéale également pour les composants CMS jusqu’au pas de 0,5mm.

  • Epaisseur de cuivre maximale couches externes : 70µm
  • Epaisseur de cuivre maximale en couche interne : 35µm
  • Trace minimale : 0,21mm
  • Isolation minimale : 0,21mm
  • Diamètre pastille – diamètre trou (non métallisé) : Non Défini
  • Diamètre pastille – diamètre trou (métallisé) : 0,49mm
  • Diamètre via – diamètre trou : 0,34mm
  • Distance du masque de soudure au pad : 0,10mm
  • Largeur de masque de soudure minimale : 0,21mm

Classe 5

Pour faciliter le routage des cartes complexes utilisant des composants CMS au pas fin : nécessaire dès le pas de 0,65mm, elle permet de placer des composants au pas de 0,4mm. La classe 5 apporte beauxoup de souplesse par rapport à la classe 4. Elle permet toujours l’usage de cuivres de 35um tant en couche interne qu’externe. C’est une classe qui reste facile à approvisionner à bon marché.

  • Epaisseur de cuivre maximale couches externes : 50µm
  • Epaisseur de cuivre maximale en couche interne : 35µm
  • Trace minimale : 0,15mm
  • Isolation minimale : 0,15mm
  • Diamètre pastille – diamètre trou (non métallisé) : Non Défini
  • Diamètre pastille – diamètre trou (métallisé) : 0,39mm
  • Diamètre via – diamètre trou : 0,24mm
  • Distance du masque de soudure au pad : 0,07mm
  • Largeur de masque de soudure minimale : 0,15mm

Classe 6

La classe 6 est la classe des circuits imprimés numériques denses.

  • Epaisseur de cuivre maximale couches externes : 35µm
  • Epaisseur de cuivre maximale en couche interne : 17.5µm
  • Trace minimale : 0,12mm
  • Isolation minimale : 0,12mm
  • Diamètre pastille – diamètre trou (non métallisé) : Non Défini
  • Diamètre pastille – diamètre trou (métallisé) : 0,35mm
  • Diamètre via – diamètre trou : 0,20mm
  • Distance du masque de soudure au pad : 0,06mm
  • Largeur de masque de soudure minimale : 0,12mm