片面PCBとは?

片面PCB, 単層 PCB とも呼ばれます, 最も一般的なものの 1 つです PCBの種類. 片面に導電性素材を使用しています, もう一方の面には、互いに電気的に接続された電子部品が含まれています. この詳細な記事では、片面PCBのさまざまな側面について説明します。. だからここであなたは完全な製造プロセスを学びます, このテクノロジーの長所と短所. さらに, 単層PCBのアプリケーションを見ていきます.

片面PCBの構築

片面PCBは主に以下の層で構成されています:

• 基板

基板層は PCB を機械的にサポートします。, 通常、FR-4などの絶縁材料で作られています。 (ガラス強化エポキシ), ポリイミド, CEM, 等.

参考文献: プロジェクト用のさまざまなタイプのPCB基板材料

• 銅箔層

銅箔の薄い層が基板の片面にラミネートされます. この銅箔には、エッチングされた回路トレースとコンポーネント用の接続パッドが取り付けられています。. 使用される一般的な銅の重りは次のとおりです。 1 オンスまたは 2 オンス/平方フィート.

• 戦士の表情

銅の上にはんだマスクコーティングが適用されます, 必要なパッド領域のみを露出させたままにする. はんだマスクはトレースを絶縁し、コンポーネントの組み立て中に偶発的にはんだブリッジが形成されるのを防ぎます。.

• シルクスクリーン

シルクスクリーン ポリマー インクの層が PCB 上に印刷され、テキストが表示されます。, 記号, ロゴやその他のマーク. これはコンポーネントの識別に役立ちます, 組立説明, そしてブランディングの目的.

単層 PCB の設計と製造に関するヒント

単層 PCB 製造に移行する前に, 考慮すべき重要なことがいくつかあります. これらのヒントの助けを借りて, 最小限の時間でボードを準備できます. さらに, あなたも少しのお金を節約することができます. ですから、これ以上苦労することはなく、まっすぐに 8 実用的なヒント:

1. 高品質の素材を決して軽蔑しないでください

より安価な代替材料を選択するようにメーカーに依頼することは絶対にしないでください. あなたがより安いものを選ぶならば, 数週間以内に失敗した場合はどうなりますか? PCBの基本的な構成要素に精通している必要があります. 常に高品質の素材を選びましょう. これらは長持ちするコンポーネントなので、時間とコストの節約にもなります。.

2. 常に標準のボード形状を使用してください

標準のボード形状を選択することが重要です. デザインに合う特定の形状のエンクロージャーがない限り. したがって、常に標準の長方形または正方形のデザインを選択してください. 規範外のことをすることはあなたにもっと費用がかかります.

3. 小さすぎる穴は避けてください

回路基板に小さな穴がある場合, より高い製造コスト. 多くのファブハウスは、穴の直径が以下の場合でも追加料金がかかります 0.4 んん. したがって、特定の穴のサイズが必要ない場合, 通常の穴サイズを使用する必要があります.

4. 右経由で使用

ビアには3つのタイプがあります–ブラインド, 埋められた穴を通して. ブラインドビアと埋め込みビアは、高密度および 高周波PCB. したがって、これらのビアが必要ない場合, 余分なコストを避けるためにそれらを残します.

参考文献: ブラインドビア & 埋葬された経由: 違いは何ですか?

5. 余分なレイヤーを使わないでください

ルーティングスペースを増やすためにレイヤーを追加する前, パフォーマンスと電源プラン, 考え直してください. 2層ボードと4層ボードの違いは2倍です! したがって、余分なお金を払わないように、デザインをクリーンでコンパクトに保ちます.

6. パネル化のためのデザインのセットアップ

他のさまざまなPCBを備えた巨大なパネルを要求できます. 最大のパネルサイズを選択することで、多くのお金を節約できます. すべてのボードを1つのパネルにまとめるには, マシンをセットアップするために追加の時間を必要としません. 結果として, そちらのほうがコストが安くなります.

7. 業界標準のサイズとコンポーネントを選択してください

回路製造会社を選択した場合, 回路基板の標準サイズを選択する必要があります. それは仕事をより簡単にそしてより効率的にします. したがって、注文をカスタマイズするには、追加のセットアップが必要であり、コストが高くなります.

8. 可能であれば表面実装部品を選択してください

非常に複雑な設計を構築していない場合, 標準の表面実装コンポーネントを使用する必要があります. それはあなたのボードに開けられる穴の数を減らします. 低コストになります.

単層PCBの製造プロセス

これは、単層PCBを製造するためのステップバイステップガイドです。:

1. 単層PCBを設計する

設計は、回路基板を作成するための最初のそして最も重要なステップです。. さらに, 設計プロセスは計画から始まります. 設計者は回路の青写真を作成します. デザインで, 彼らはクライアントのすべての要件をカバーしています.

2. PCBデザインを印刷する

回路基板の青写真を作成した後, 印刷できるようになりました PCBデザイン. この計画を通常の建築図面に印刷することはできません. 代わりに, このデザインを印刷するには、プロッタプリンタが必要です. プロッタは回路基板上にフィルムを作成します.

さらに, プリンタには2種類のインクが必要です, 黒とクリアインク. 銅トレースにはブラックインク、内層のグラスファイバーなどの非導電性領域にはクリアインク.

一方, 外層用, 黒インクとは、銅の除去プロセスが行われる領域を指します. プラス, クリアインクは銅の経路のラインを指します.

3. 内部層の銅を印刷します

実際の製造が始まる最初のステップです. ラミネーションを印刷した後, あなたはそれに銅の層を追加します. それはPCBの構造として機能します. ラミネートパネルにレジストと呼ばれる感光性フィルムを追加する必要があります. ここでは、設計図とラミネートパネルの両方をレジストで完全に一致させる必要があります. 両方が一致しない場合, 設計図に従ってそれを作ってみてください.

4. 不要な銅を取り除く

このステップでは, 回路基板から不要な銅を取り除く必要があります. フォトレジストで覆われていない銅を食い尽くすことができる別の強力な化学物質を使用できます. 銅を取り除いた後, ここで、PCBからフォトレジストも取り外します。.

5. 掘削

すべての PCB には、さまざまなコンポーネントを取り付けて PCB を取り付けるための穴が必要です. 掘削前, X線装置を使用してドリルスポットを見つけることができます. 単層PCBに穴を開けるにはさまざまな方法があります. しかしながら, さまざまなシステムが超硬切削工具を使用. これらのツールは、指定された場所に正確な穴を効果的に開けます. 設計者は、穴あけ加工に関する完全な情報を提供します。 NCドリルファイル. したがって、ボール盤はプログラムに従って動作し、正確な位置に必要なサイズの穴を開けます。.

6. メッキ

パネルをドリルした後, メッキを開始できます. このプロセスでは、化学物質を利用して、存在する場合は異なる層を融合します. 回路基板を掃除した後, ボードを一連の化学物質に浸す必要があります. このプロセスでは、パネルをミクロン厚の銅層でコーティングします。. 穴を銅で埋める前, このプロセスは、グラスファイバーシートを露出させるのに役立ちます. グラスファイバーシートがパネルの内側を作ります.

7. 外層を想像してプレートします

めっきおよび銅組成後, 電気めっき用のパネルを準備するには、外層の画像を適用する必要があります. ラミネーターマシンなど、この目的に使用できるさまざまなタイプのマシンがあります. したがって、ラミネーターマシンを利用して、ドライフィルムを使用して外層をコーティングします. このドライフィルムは写真でイメージできる素材です. ほとんどこのプロセスはPCBの内部層に似ています.

8. エッチング

外層をエッチングしたいとき, エッチングプロセス中に銅を保護するためにスズガードを使用できます. したがって、このプロセスでは, 銅の覆われていない領域を削除する必要があります. さらに, 穴の周りの痕跡とパッドと銅のパターンはそこに残ります. したがって、露出した銅のみを除去します.

やっと, 穴や痕跡を覆っているスズも取り除く必要があります. したがって、このステップを完了した後, 回路基板の露出したラミネートと銅のみが表示されます. 設計と製造のヒント, これからは、単層PCBを保護する方法を学びます.

9. ソルダーマスクを適用します

はんだマスクはボードを短絡から保護します. さらに, また、他の環境影響から回路を保護します. したがって、液体の写真画像化可能なはんだマスクを使用して銅の表面を保護できます. それに加えて, また、組み立てプロセスで異なるコンポーネント間のはんだブリッジを保護します.

10. PCBとシルクスクリーンを仕上げます

仕上げ工程の一環として, 回路基板を銀でメッキする, ゴールドまたはHASL. 回路基板に最後に触れた後, ボード全体をシルクスクリーン印刷できます. この過程で, 回路基板にさまざまな記号や情報を印刷できます.

片面 PCB の長所と短所

単層 PCB は、両面と比べて最も単純な回路です。 多層PCB. 単純な電子部品に非常に便利です. 一方, 最も複雑な電子機器が登場すると、この回路は機能しなくなります. 例えば, 衛星システムでは使用できません.

単層PCBのさまざまな長所と短所は次のとおりです:

片面PCBの長所

• とてもシンプルなので, したがって、このPCBの設計は非常に簡単です。. さらに, 間違ったデザインをする可能性はほとんどありません.
• これは、他のすべてのタイプのPCBと比較してコストが低くなります. 特に大量注文の場合、コストは大幅に低くなります.
• レイヤーが1つしかないので, だから掘削, はんだ付け, コンポーネントの挿入プロセスは簡単で簡単です.
• コンポーネントの取り付けは片側でのみ行われます, したがって、回路を補償するために、より低いジャンパーが必要です.

片面PCBの短所

• これらの回路は、複雑なプロジェクトには単純すぎます.
• 片面ボードは動作容量が低くなります.
• さらに, サイズが大きいため、サイズが大きいため, これらはより高い重みを持っています.
• 片面だけをコンポーネントの配置に使用できる, コンポーネントの密度には制限がある.

片面 PCB と両面 PCB

片面 PCB と両面 PCB は、最も一般的に使用される 2 つの PCB です. 以下に、それらの主要な側面を比較した表を示します。:

特徴	片面PCB	両面PCB
銅層の数	1	2
コンポーネントの配置	1 側面のみ	両側
ルーティングスペース	限定	より多くの配線スペース
相互接続	表面のみ	スルーホールあり
複雑	シンプルなデザイン	中程度の複雑さ
製造コスト	低い	片面以上
ボードサイズ	より大きな	より小さい (同じ複雑さでも)
レイヤーの配置	不要	必須
スタックアップの複雑さ	単純	適度

単層PCBのアプリケーション

片面PCBは単純な回路を備えていますが、それでも, これらは非常に便利です. だからあなたは多くの便利な電子機器でそれらを見つけることができます. 単層 PCB の重要な用途をいくつか紹介します。:

• あなたはデジタルカメラでこれらの回路を見つけることができます.
• ラジオおよびステレオ機器回路.
• デジタル計算機は、1つの単層PCBのみで構成されています.
• スイッチングリレーには、さまざまな自動車産業や電力産業で使用されるこれらの回路も含まれています.
• さらに, 自動販売機もこれらの回路を使用しています.
• ソリッドステートドライブとコーヒーメーカーはこの回路を利用しています.
• デジタル電子レンジタイマー回路は基本的に片面PCBで、オーブンのオンとオフをタイムリーにオン/オフします.
• LED照明には、回路に電力を供給するためのこれらの回路が含まれています.
• 加えて, さまざまな梱包機もこれらの回路を梱包目的で使用します.
• とりわけ, さまざまなセンサー製品, 機械監視, デジタルおよびアナログ電源もこれらの回路を使用します.