PCB a lato singolo, noto anche come PCB a strato singolo, è uno dei più comuni tipi di PCB. Ha materiale conduttivo su un lato, e un altro lato contiene componenti elettronici collegati elettricamente tra loro. Questo articolo dettagliato copre diversi aspetti del PCB unilaterale. Quindi qui imparerai il processo di produzione completo, vantaggi e svantaggi di questa tecnologia. inoltre, daremo uno sguardo all'applicazione di un PCB monostrato.
Costruzione di PCB a singola faccia
Il PCB a lato singolo è composto principalmente dai seguenti strati:
- Substrato
Lo strato di substrato fornisce il supporto meccanico per il PCB, solitamente è realizzato con materiali isolanti come FR-4 (resina epossidica rinforzata con vetro), poliimmide, CEM, eccetera.
Ulteriori letture: Diversi tipi di materiale substrato PCB per il tuo progetto
- Strato di lamina di rame
Un sottile strato di lamina di rame è laminato su un lato del substrato. Questa lamina di rame trasporta le tracce del circuito incise e i pad di connessione per i componenti. I tipici pesi di rame utilizzati sono 1 oncia o 2 once per piede quadrato.
- Maschera per saldatura
Sul rame viene applicato un rivestimento della maschera di saldatura, lasciando esposte solo le aree del pad richieste. La maschera di saldatura isola le tracce e impedisce la formazione accidentale di ponti di saldatura durante l'assemblaggio dei componenti.
Uno strato di inchiostro polimerico serigrafico viene stampato sul PCB per visualizzare il testo, simboli, loghi e altri contrassegni. Ciò è utile per l'identificazione dei componenti, istruzioni di montaggio, e scopi di branding.
Suggerimenti per la progettazione e la produzione di PCB a strato singolo
Prima di passare alla produzione di PCB a strato singolo, ci sono alcune cose importanti da considerare. Con l'aiuto di questi suggerimenti, puoi avere le tue tavole pronte nel minor tempo possibile. inoltre, puoi anche risparmiare un po 'di soldi. Quindi non indugiamo oltre e passiamo direttamente al 8 consigli pratici:
- Non lesinare mai sui materiali di qualità
Non chiedere mai al tuo produttore di scegliere un materiale sostitutivo più economico. Se ne scegli uno più economico, cosa succede se fallisce entro poche settimane? Dovresti avere familiarità con gli elementi costitutivi di base del PCB. Scegli sempre materiale di qualità. Questi sono componenti di lunga durata, quindi ti faranno risparmiare tempo e denaro.
- Vai sempre con le forme standard della tavola
È importante scegliere le forme standard della tavola. A meno che tu non abbia una custodia dalla forma specifica adatta al tuo design. Quindi scegli sempre un design di forma rettangolare o quadrata standard. Fare qualcosa fuori dalla norma ti costerà di più.
- Evitare fori troppo piccoli
Se il tuo circuito contiene fori più piccoli, un costo di produzione più elevato. Molte case favolose anche a pagamento se il diametro dei fori è inferiore a 0.4 mm. Quindi, se non hai bisogno di una dimensione specifica del foro, dovresti scegliere la dimensione del foro normale.
- Usa la via giusta
Esistono tre tipi di via: ciechi, sepolti e fori passanti. Le vie cieche e interrate sono per alta densità e PCB ad alta frequenza. Quindi, se non hai bisogno di questi via, lasciarli per evitare il costo aggiuntivo.
Ulteriori letture: Via Cieca & Via sepolta: Qual è la differenza?
- Non andare per livelli extra
Prima di aggiungere ulteriori strati per più spazio di instradamento, prestazioni e piani di alimentazione, pensa due volte. La differenza tra la tavola a due e quella a quattro strati è doppia! Quindi mantieni il tuo design pulito e compatto per evitare di pagare soldi extra.
- Impostazione del progetto per la pannellatura
Puoi chiedere un pannello gigante con diversi altri PCB. Puoi risparmiare un sacco di soldi scegliendo la dimensione del pannello più grande. Per avere tutte le tue bacheche su un unico pannello, la macchina non necessita di ulteriore tempo per la configurazione. Di conseguenza, costano meno.
- Scegli dimensioni e componenti standard del settore
Se hai scelto un'azienda per la produzione di circuiti, dovresti scegliere la dimensione standard del circuito. Rende anche il lavoro più semplice ed efficiente. Quindi la personalizzazione del tuo ordine richiede una configurazione aggiuntiva che costa di più.
- Scegli componenti a montaggio superficiale, se possibile
Se non stai realizzando un progetto molto complesso, dovresti restare con componenti standard a montaggio superficiale. Riduce il numero di fori praticati sulle tavole. Con conseguente riduzione dei costi.
Il processo di produzione del PCB a strato singolo
Ecco la guida passo passo per la produzione di PCB a strato singolo:
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Progettare il PCB a strato singolo
La progettazione è il primo e più importante passo per creare qualsiasi circuito stampato. inoltre, il processo di progettazione inizia con la pianificazione. I progettisti creano un progetto per i circuiti. Nel design, coprono tutte le esigenze del cliente.
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Stampa il progetto PCB
Dopo aver creato un progetto di un circuito stampato, ora puoi stampare il file Progettazione PCB. Non è possibile stampare questo piano su normali disegni architettonici. Anziché, hai bisogno di una stampante per plotter per stampare questo disegno. Il plotter fa un film sul circuito stampato.
inoltre, la stampante necessita di due tipi di inchiostri, inchiostri neri e trasparenti. Inchiostro nero per le tracce di rame e inchiostro trasparente per le aree non conduttive come la fibra di vetro degli strati interni.
D'altra parte, per strati esterni, inchiostro nero si riferisce alle aree in cui avviene il processo di rimozione del rame. Più, inchiostro trasparente si riferisce alla linea dei percorsi del rame.
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Stampa il rame per gli strati interni
È il primo passo in cui inizia la produzione effettiva. Dopo la stampa della laminazione, si aggiunge uno strato di rame. Questo funge da struttura per il PCB. Dovrai aggiungere una pellicola fotosensibile chiamata resist sul pannello laminato. Qui è necessario abbinare perfettamente sia il progetto che il pannello laminato con resist. Se entrambi non corrispondono, prova a farlo secondo il progetto.
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Sbarazzati del rame non necessario
In questo passaggio, è necessario rimuovere il rame indesiderato dal circuito. Puoi usare una diversa potente sostanza chimica che può consumare il rame non coperto dalla foto-resistenza. Dopo aver rimosso il rame, ora rimuovere anche la fotoresistenza dal PCB.
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perforazione
Tutti i PCB necessitano di fori per collegare diversi componenti e montare il PCB. Prima di perforare, è possibile utilizzare la macchina a raggi X per individuare il punto di perforazione. Esistono diversi modi per praticare un foro nel PCB monostrato. però, diversi sistemi utilizzano utensili da taglio in metallo duro integrale. Questi strumenti praticano in modo efficace fori precisi nelle posizioni specificate. I progettisti forniscono informazioni complete relative alla perforazione in un Lima per trapano NC. Quindi il trapano funziona secondo il programma ed esegue il foro della dimensione richiesta nella posizione esatta.
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Placcatura
Dopo aver forato il pannello, puoi iniziare a placcare. Questo processo utilizza una sostanza chimica per fondere insieme diversi strati, se esistono. Dopo aver pulito la scheda del circuito, è necessario bagnare la tavola con una serie di prodotti chimici. Questo processo riveste il pannello con uno strato di rame spesso un micron. Prima che i buchi siano riempiti di rame, il processo serve per esporre il foglio di fibra di vetro. Il foglio di fibra di vetro rende l'interno del pannello.
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Immagina e placca lo strato esterno
Dopo la placcatura e la composizione del rame, è necessario applicare le immagini dello strato esterno per preparare il pannello per la placca. Esistono diversi tipi di macchine che è possibile utilizzare per questo scopo, come una macchina laminatrice. Quindi utilizzare la macchina laminatrice per rivestire lo strato esterno utilizzando pellicola asciutta. Questo film secco è un materiale fotoimmaginabile. Quasi questo processo è simile agli strati interni del PCB.
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acquaforte
Quando vuoi incidere lo strato esterno, è possibile utilizzare la protezione dello stagno per proteggere il rame durante il processo di incisione. Quindi in questo processo, è necessario rimuovere l'area scoperta di rame. inoltre, tracce e pastiglie attorno al foro e il motivo in rame rimarranno lì. Quindi rimuoverai solo il rame esposto.
Alla fine, dovrai rimuovere anche la teglia che copre buchi e tracce. Quindi dopo aver completato questo passaggio, vedrai solo il laminato e il rame a vista del circuito stampato. Ora hai completato lo scheletro del PCB, ora in poi imparerai come proteggere PCB a strato singolo.
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Applicare la maschera per saldatura
La maschera per saldatura protegge le schede dal cortocircuito. inoltre, protegge anche il circuito da altri effetti ambientali. Quindi puoi usare una maschera per saldatura fotoimmaginabile liquida per proteggere la superficie in rame. In aggiunta a questo, protegge anche i ponti di saldatura tra i diversi componenti nel processo di assemblaggio.
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Finisci il PCB e la serigrafia
Come parte del processo di finitura, placca il circuito con argento, oro o HASL. Dopo aver toccato il circuito stampato, puoi serigrafare l'intera tavola. In questo processo, è possibile stampare diversi simboli o informazioni sui circuiti stampati.
I vantaggi e gli svantaggi del PCB a faccia singola
Il PCB a strato singolo è il circuito più semplice rispetto a quello a doppia faccia e PCB multistrato. È molto utile per componenti elettronici semplici. D'altra parte, questo circuito fallisce quando arriva il dispositivo elettronico più complicato. Per esempio, non puoi usarlo nei sistemi satellitari.
Qui ci sono diversi pro e contro del PCB a strato singolo:
Vantaggi del PCB unilaterale
- Poiché è molto semplice, quindi è molto facile progettare questo PCB. inoltre, ci sono quasi zero possibilità di realizzare un design errato.
- Questo è meno costoso rispetto a tutti gli altri tipi di PCB. Il costo diventa molto più basso soprattutto quando un ordine nella quantità all'ingrosso.
- Poiché contiene solo un singolo strato, così perforazione, saldatura, e il processo di inserimento dei componenti sono semplici e facili.
- L'installazione dei componenti avviene su un solo lato, quindi ha bisogno di un ponticello inferiore per compensare il circuito.
Contro del PCB unilaterale
- Questi circuiti sono troppo semplicistici per progetti complessi.
- Le schede unilaterali hanno una capacità operativa inferiore.
- inoltre, sono di dimensioni maggiori e grazie alle loro dimensioni maggiori, questi hanno un peso maggiore.
- Con un solo lato disponibile per il posizionamento dei componenti, la densità dei componenti è limitata.
PCB a singola faccia vs PCB a doppia faccia
I PCB a singola faccia e a doppia faccia sono i due PCB più comunemente utilizzati. Di seguito abbiamo incluso una tabella che mette a confronto i loro aspetti principali:
| Caratteristica | PCB unilaterale | PCB a doppia faccia |
| Numero di strati di rame | 1 | 2 |
| Posizionamento dei componenti | 1 solo lato | Entrambe le parti |
| Spazio di instradamento | Limitato | Più spazio di routing |
| Interconnessioni | Solo superficie | Disponibili fori passanti |
| Complessità | Disegni semplici | Complessità moderata |
| Costi di produzione | Basso | Superiore a quello unilaterale |
| Dimensioni scheda | Più grandi | Più piccola (per la stessa complessità) |
| Allineamento dei livelli | Non richiesto | necessario |
| Complessità di accumulo | Semplice | Moderare |
Applicazioni di PCB a strato singolo
I PCB unilaterali hanno circuiti semplici ma comunque, questi sono molto utili. Quindi puoi trovarli in molti dispositivi elettronici utili. Ecco alcune applicazioni significative del PCB a strato singolo:
- Puoi trovare questi circuiti nelle fotocamere digitali.
- Circuiti di apparecchiature radio e stereo.
- Le calcolatrici digitali sono costituite da un solo PCB a strato singolo.
- I relè di commutazione contengono anche questi circuiti utilizzati in diverse industrie automobilistiche e elettriche.
- inoltre, anche i distributori automatici utilizzano questi circuiti.
- L'unità a stato solido e le macchine per la preparazione del caffè utilizzano questo circuito.
- Il circuito del timer del forno a microonde digitale è fondamentalmente un PCB unilaterale utilizzato per accendere e spegnere il forno tempestivamente.
- L'illuminazione a LED contiene questi circuiti per alimentare il circuito.
- Inoltre, anche altre macchine confezionatrici utilizzano questi circuiti per scopi di confezionamento.
- Oltre a tutto, diversi prodotti del sensore, monitoraggio della macchina, e anche gli alimentatori digitali e analogici utilizzano questi circuiti.
