Was ist eine einseitige Leiterplatte??

Einseitige Leiterplatte, auch bekannt als Single-Layer-PCB, ist einer der häufigsten Arten von Leiterplatten. Es hat auf einer Seite leitfähiges Material, und eine andere Seite enthält elektronische Komponenten, die elektrisch miteinander verbunden sind. Dieser ausführliche Artikel behandelt verschiedene Aspekte einseitiger Leiterplatten. Hier lernen Sie den gesamten Herstellungsprozess kennen, Vor- und Nachteile dieser Technologie. Außerdem, Wir werden uns die Anwendung einer einschichtigen Leiterplatte ansehen.

Aufbau einer einseitigen Leiterplatte

Einseitige Leiterplatten bestehen hauptsächlich aus den folgenden Schichten:

• Substrat

Die Substratschicht sorgt für die mechanische Unterstützung der Leiterplatte, Es besteht normalerweise aus Isoliermaterialien wie FR-4 (glasfaserverstärktes Epoxidharz), Polyimid, CEM, usw.

Weiterführende Literatur: Verschiedene Arten von PCB-Substratmaterial für Ihr Projekt

• Kupferfolienschicht

Eine dünne Schicht Kupferfolie wird auf eine Seite des Substrats laminiert. Diese Kupferfolie trägt die geätzten Leiterbahnen und Anschlusspads für Komponenten. Typische Kupfergewichte sind: 1 Unze oder 2 Unzen pro Quadratfuß.

• Lötmaske

Auf das Kupfer wird eine Lötmaskenbeschichtung aufgetragen, Es bleiben nur die erforderlichen Pad-Bereiche frei. Der Lötstopplack isoliert die Leiterbahnen und verhindert, dass sich bei der Bauteilmontage versehentlich Lötbrücken bilden.

• Siebdruck

Auf die Leiterplatte wird eine Schicht Siebdruck-Polymertinte gedruckt, um Text anzuzeigen, Symbole, Logos und andere Markierungen. Dies ist nützlich für die Komponentenidentifizierung, Montageanleitungen, und Branding-Zwecke.

Tipps zum Entwerfen und Herstellen von einschichtigen Leiterplatten

Bevor wir uns der Herstellung von Single-Layer-PCBs zuwenden, Es gibt einige wichtige Dinge zu beachten. Mit Hilfe dieser Tipps, Sie können Ihre Boards in kürzester Zeit fertig haben. Außerdem, Sie können auch ein wenig Geld sparen. Wir gehen also nicht weiter und bewegen uns direkt in Richtung 8 praktische Tipps:

1. Sparen Sie niemals an hochwertigen Materialien

Bitten Sie Ihren Hersteller niemals, ein billigeres Ersatzmaterial zu wählen. Wenn Sie einen günstigeren wählen, Was ist, wenn es innerhalb von Wochen fehlschlägt?? Sie sollten mit den Grundbausteinen von PCB vertraut sein. Entscheiden Sie sich immer für hochwertiges Material. Da es sich um langlebige Komponenten handelt, sparen Sie Zeit und Geld.

2. Gehen Sie immer mit Standardplattenformen

Es ist wichtig, die Standardplattenformen zu wählen. Es sei denn, Sie haben ein speziell geformtes Gehäuse, das zu Ihrem Design passt. Wählen Sie daher immer ein rechteckiges oder quadratisches Standarddesign. Etwas außerhalb der Norm zu tun kostet Sie mehr.

3. Vermeiden Sie zu kleine Löcher

Wenn Ihre Leiterplatte kleinere Löcher enthält, höhere Herstellungskosten. Viele Fabrikhäuser berechnen sogar einen Aufpreis, wenn der Durchmesser der Löcher kleiner als ist 0.4 mm. Wenn Sie also keine bestimmte Lochgröße benötigen, Sie sollten die normale Lochgröße wählen.

4. Nutzen Sie das Recht über

Es gibt drei Arten von Durchkontaktierungen - Blind, begraben und durch Löcher. Die blinden und vergrabenen Durchkontaktierungen sind für hohe Dichte und Hochfrequenz-Leiterplatten. Wenn Sie diese Durchkontaktierungen also nicht benötigen, Lassen Sie sie, um die zusätzlichen Kosten zu vermeiden.

Weiterführende Literatur: Blinde Via & Begraben Via: Was ist der Unterschied?

5. Entscheide dich nicht für zusätzliche Schichten

Vor dem Hinzufügen zusätzlicher Ebenen für mehr Routing-Speicherplatz, Leistungs- und Energiepläne, denke nochmal nach. Der Unterschied zwischen der zwei- und vierschichtigen Platte ist doppelt so hoch! Halten Sie Ihr Design also sauber und kompakt, um zusätzliche Kosten zu vermeiden.

6. Einrichten des Designs für die Panelisierung

Sie können nach einem riesigen Panel mit verschiedenen anderen Leiterplatten fragen. Sie können viel Geld sparen, indem Sie die größte Panelgröße auswählen. So bringen Sie alle Boards auf ein einziges Panel, Die Maschine benötigt keine zusätzliche Zeit zum Einrichten. Als Ergebnis, sie kosten weniger.

7. Entscheiden Sie sich für branchenübliche Größen und Komponenten

Wenn Sie ein Unternehmen für die Schaltungsherstellung ausgewählt haben, Sie sollten die Standardgröße der Leiterplatte wählen. Dies macht die Arbeit einfacher und effizienter. Das Anpassen Ihrer Bestellung erfordert daher eine zusätzliche Einrichtung, die mehr kostet.

8. Wählen Sie nach Möglichkeit oberflächenmontierte Komponenten

Wenn Sie kein sehr komplexes Design erstellen, Sie sollten sich an Standardkomponenten für die Oberflächenmontage halten. Es reduziert die Anzahl der Löcher, die in Ihre Bretter gebohrt werden. Dies führt zu geringeren Kosten.

Der Herstellungsprozess von einschichtigen Leiterplatten

Hier finden Sie eine schrittweise Anleitung zur Herstellung von einschichtigen Leiterplatten:

1. Entwerfen Sie die einschichtige Leiterplatte

Das Entwerfen ist der erste und wichtigste Schritt, um eine Leiterplatte zu erstellen. Außerdem, Der Entwurfsprozess beginnt mit der Planung. Designer erstellen einen Entwurf für die Schaltung. In dem Design, Sie decken alle Anforderungen des Kunden ab.

2. Drucken Sie das PCB-Design

Nach dem Erstellen eines Entwurfs einer Leiterplatte, die kannst du jetzt ausdrucken PCB-Design. Sie können diesen Plan nicht auf gewöhnlichen Architekturzeichnungen drucken. Stattdessen, Zum Drucken dieses Designs benötigen Sie einen Plotterdrucker. Der Plotter macht einen Film auf der Leiterplatte.

Außerdem, Der Drucker benötigt zwei Arten von Tinten, schwarze und klare Tinten. Schwarze Tinte für die Kupferspuren und klare Tinte für nicht leitende Bereiche wie Glasfaser der inneren Schichten.

Auf der anderen Seite, für äußere Schichten, Schwarze Tinte bezieht sich auf Bereiche, in denen der Kupferentfernungsprozess stattfindet. Plus, Klare Tinte bezieht sich auf die Linie der Kupferwege.

3. Drucken Sie das Kupfer für die inneren Schichten

Dies ist der erste Schritt, bei dem die eigentliche Fertigung beginnt. Nach dem Drucken der Laminierung, Sie fügen eine Kupferschicht hinzu. Das dient als Struktur für die Leiterplatte. Sie müssen einen lichtempfindlichen Film namens Resist auf die Laminatplatte legen. Hier müssen sowohl der Bauplan als auch die Laminatplatte mit dem Resist perfekt aufeinander abgestimmt sein. Wenn beide nicht übereinstimmen, versuche es nach der Blaupause zu machen.

4. Entfernen Sie unnötiges Kupfer

In diesem Schritt, Sie müssen unerwünschtes Kupfer von der Leiterplatte entfernen. Sie können eine andere starke Chemikalie verwenden, die das Kupfer, das nicht mit Fotolack bedeckt ist, wegfressen kann. Nach dem Entfernen des Kupfers, Entfernen Sie nun auch den Fotolack von der Leiterplatte.

5. Bohren

Alle Leiterplatten benötigen Löcher, um verschiedene Komponenten anzubringen und die Leiterplatte zu montieren. Vor dem Bohren, Sie können das Röntgengerät verwenden, um den Bohrpunkt zu lokalisieren. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Loch in die einschichtige Leiterplatte zu bohren. jedoch, Verschiedene Systeme verwenden Hartmetall-Schneidwerkzeuge. Diese Werkzeuge bohren effektiv präzise Löcher an den angegebenen Stellen. Designer bieten umfassende Informationen zum Bohren in einem NC-Bohrfeile. Die Bohrmaschine arbeitet also nach Programm und bohrt genau an der richtigen Stelle ein Loch in der benötigten Größe.

6. Überzug

Nach dem Bohren der Platte, Sie können mit dem Plattieren beginnen. Bei diesem Prozess wird eine Chemikalie verwendet, um verschiedene Schichten miteinander zu verschmelzen, falls vorhanden. Nach dem Reinigen der Leiterplatte, Sie müssen das Brett in einer Reihe von Chemikalien baden. Bei diesem Verfahren wird das Panel mit einer mikrometerdicken Kupferschicht überzogen. Zuvor werden die Löcher mit Kupfer gefüllt, Das Verfahren dient dazu, die Glasfaserplatte freizulegen. Die Glasfaserplatte bildet die Innenseite der Platte.

7. Stellen Sie sich die äußere Schicht vor und plattieren Sie sie

Nach dem Plattieren und Kupferzusammensetzung, Sie müssen die Bilder der äußeren Schicht anwenden, um das Panel für die Elektroplatte vorzubereiten. Es gibt verschiedene Arten von Maschinen, die Sie für diesen Zweck verwenden können, z. B. eine Laminiermaschine. Verwenden Sie daher die Laminiermaschine, um die äußere Schicht mit einem Trockenfilm zu beschichten. Dieser Trockenfilm ist ein Foto-Bildmaterial. Fast dieser Prozess ähnelt den internen Schichten der Leiterplatte.

8. Radierung

Wenn Sie die äußere Schicht ätzen möchten, Sie können den Zinnschutz verwenden, um das Kupfer während des Ätzprozesses zu schützen. Also in diesem Prozess, Sie müssen den unbedeckten Bereich von Kupfer entfernen. Außerdem, Spuren und Pads um das Loch und das Kupfermuster bleiben dort. Sie entfernen also nur freiliegendes Kupfer.

Zu guter Letzt, Sie müssen auch die Dose entfernen, die die Löcher und Spuren bedeckt. Also nach Abschluss dieses Schritts, Sie sehen nur freiliegendes Laminat und Kupfer auf der Leiterplatte. Jetzt haben Sie das Skelett der Leiterplatte fertiggestellt, Ab jetzt lernen Sie, wie Sie einschichtige Leiterplatten schützen.

9. Tragen Sie die Lötmaske auf

Die Lötmaske schützt die Platinen vor Kurzschlüssen. Außerdem, Es schützt den Stromkreis auch vor anderen Umwelteinflüssen. Sie können also eine flüssige, durch Fotos abbildbare Lötmaske verwenden, um die Kupferoberfläche zu schützen. Außerdem, Es schützt auch die Lötbrücke zwischen verschiedenen Komponenten im Montageprozess.

10. Beenden Sie die Leiterplatte und das Siebdruck

Im Rahmen des Veredelungsprozesses, Platte die Platine mit Silber, Gold oder HASL. Nach dem letzten Berühren der Leiterplatte, Sie können Ihr gesamtes Board siebdrucken. In diesem Prozess, Sie können verschiedene Symbole oder Informationen auf die Leiterplatten drucken.

Die Vor- und Nachteile einseitiger Leiterplatten

Einlagige Leiterplatten sind die einfachsten Schaltungen im Vergleich zu doppelseitigen und mehrschichtige Leiterplatten. Es ist sehr nützlich für einfache elektronische Komponenten. Auf der anderen Seite, Diese Schaltung fällt aus, wenn das komplizierteste elektronische Gerät kommt. Zum Beispiel, Sie können es nicht in Satellitensystemen verwenden.

Hier sind verschiedene Vor- und Nachteile von einschichtigen Leiterplatten:

Vorteile einer einseitigen Leiterplatte

• Da ist es sehr einfach, Daher ist es sehr einfach, diese Leiterplatte zu entwerfen. Außerdem, Es gibt fast keine Chancen, ein falsches Design zu erstellen.
• Dies ist im Vergleich zu allen anderen Arten von Leiterplatten kostengünstiger. Die Kosten werden viel niedriger, insbesondere wenn eine Bestellung in loser Schüttung erfolgt.
• Da es nur eine einzige Schicht enthält, so bohren, Löten, und das Einfügen von Komponenten sind unkompliziert und einfach.
• Die Installation der Komponenten erfolgt nur auf einer Seite, Daher wird ein unterer Jumper benötigt, um die Schaltung zu kompensieren.

Nachteile der einseitigen Leiterplatte

• Diese Schaltungen sind für komplexe Projekte zu einfach.
• Einseitige Platinen haben eine geringere Betriebskapazität.
• Außerdem, Sie sind größer. Und aufgrund ihrer größeren Größe, diese haben ein höheres Gewicht.
• Es steht nur eine Seite zum Platzieren von Bauteilen zur Verfügung, Die Dichte der Komponenten ist begrenzt.

Einseitige Leiterplatte vs. doppelseitige Leiterplatte

Einseitige und doppelseitige Leiterplatten sind die beiden am häufigsten verwendeten Leiterplatten. Nachfolgend haben wir eine Tabelle eingefügt, in der die wichtigsten Aspekte verglichen werden:

Besonderheit	Einseitige Leiterplatte	Doppelseitige Leiterplatte
Anzahl der Kupferschichten	1	2
Komponentenplatzierung	1 Nur Seite	Beide Seiten
Routing-Bereich	Begrenzt	Mehr Routing-Platz
Verbindungen	Nur Oberfläche	Durchgangslöcher verfügbar
Komplexität	Einfache Designs	Mäßige Komplexität
Herstellungskosten	Niedrig	Höher als einseitig
Brettgröße	Größer	Kleiner (für die gleiche Komplexität)
Ebenenausrichtung	Nicht benötigt	Erforderlich
Stapelkomplexität	Einfach	Mäßig

Anwendungen von einschichtigen Leiterplatten

Einseitige Leiterplatten haben aber immer noch einfache Schaltkreise, diese sind sehr nützlich. Sie finden sie also in vielen nützlichen elektronischen Geräten. Hier sind einige wichtige Anwendungen von einschichtigen Leiterplatten:

• Sie finden diese Schaltungen in Digitalkameras.
• Schaltkreise für Radio- und Stereoanlagen.
• Digitale Taschenrechner bestehen aus nur einer einschichtigen Leiterplatte.
• Schaltrelais enthalten auch diese Schaltkreise, die in verschiedenen Automobil- und Energiewirtschaftsbereichen verwendet werden.
• Außerdem, Verkaufsautomaten verwenden ebenfalls diese Schaltkreise.
• Festkörperantriebs- und Kaffeezubereitungsmaschinen verwenden diese Schaltung.
• Die digitale Mikrowellen-Zeitschaltuhr ist im Grunde eine einseitige Leiterplatte, die zum rechtzeitigen Ein- und Ausschalten des Ofens verwendet wird.
• Die LED-Beleuchtung enthält diese Schaltkreise zur Stromversorgung des Schaltkreises.
• Zusätzlich, Verschiedene Verpackungsmaschinen verwenden diese Schaltkreise auch zu Verpackungszwecken.
• Außerdem vor allem, verschiedene Sensorprodukte, Maschinenüberwachung, Auch digitale und analoge Netzteile verwenden diese Schaltungen.