La PCB de una sola cara, también conocida como PCB de una sola capa, es una de las más comunes. tipos de PCBTiene material conductor en una cara y la otra contiene componentes electrónicos conectados eléctricamente. Este artículo detallado abarca diferentes aspectos de las PCB de una sola cara. Aquí aprenderá el proceso completo de fabricación, así como sus ventajas y desventajas. Además, analizaremos la aplicación de una PCB de una sola capa.
Construcción de PCB de una sola cara
La PCB de una sola cara se compone principalmente de las siguientes capas:
- sustrato
La capa de sustrato proporciona soporte mecánico a la PCB, generalmente está hecha con materiales aislantes como FR-4 (epoxi reforzado con vidrio), poliimida, CEM, etc.
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- Capa de lámina de cobre
Se lamina una fina capa de lámina de cobre sobre una cara del sustrato. Esta lámina de cobre contiene las pistas grabadas del circuito y las almohadillas de conexión para los componentes. El peso típico del cobre es de 1 o 2 gramos por metro cuadrado.
- Máscara para soldar
Se aplica una máscara de soldadura sobre el cobre, dejando expuestas solo las áreas de contacto necesarias. La máscara aísla las pistas y evita la formación accidental de puentes de soldadura durante el ensamblaje de los componentes.
Se imprime una capa de tinta polimérica serigráfica sobre la PCB para mostrar texto, símbolos, logotipos y otras marcas. Esto resulta útil para la identificación de componentes, las instrucciones de montaje y la marca.
Consejos para el diseño y fabricación de PCB de una sola capa
Antes de empezar a fabricar PCB de una sola capa, hay algunos aspectos importantes que considerar. Con estos consejos, podrá tener sus placas listas en un tiempo mínimo. Además, podrá ahorrar algo de dinero. Así que, sin más dilación, vayamos directamente a los 8 consejos prácticos:
- Nunca escatimes en materiales de calidad
Nunca le pidas a tu fabricante que elija un material sustituto más barato. Si eliges uno más barato, ¿qué pasa si falla en cuestión de semanas? Debes familiarizarte con los componentes básicos de las PCB. Opta siempre por materiales de calidad. Estos componentes son duraderos, así que también te ahorrarán tiempo y dinero.
- Utilice siempre formas de tabla estándar
Es importante elegir las formas estándar de las placas, a menos que tenga una caja con una forma específica que se ajuste a su diseño. Por lo tanto, elija siempre un diseño estándar rectangular o cuadrado. Cualquier cambio fuera de lo común le costará más.
- Evite los agujeros demasiado pequeños
Si su placa de circuito impreso contiene agujeros más pequeños, el coste de fabricación será mayor. Muchos fabricantes incluso cobran un recargo si el diámetro de los agujeros es inferior a 0.4 mm. Por lo tanto, si no necesita un tamaño de agujero específico, debería optar por el tamaño de agujero habitual.
- Utilice la vía correcta
Hay tres tipos de vías: ciegas, enterradas y pasantes. Las vías ciegas y enterradas son para alta densidad y PCB de alta frecuencia. Entonces, si no necesitas estas vías, déjalas para evitar el costo extra.
Otras lecturas: Vía ciega y vía enterrada: ¿cuál es la diferencia?
- No uses capas adicionales
Antes de añadir capas adicionales para obtener más espacio de enrutamiento, rendimiento y planes de energía, piénselo dos veces. ¡La diferencia entre una placa de dos y una de cuatro capas es el doble! Así que mantenga un diseño limpio y compacto para evitar gastos adicionales.
- Configuración del diseño para la panelización
Puedes solicitar un panel gigante con diferentes PCB. Puedes ahorrar mucho dinero eligiendo el tamaño de panel más grande. Para tener todas tus placas en un solo panel, la máquina no necesita tiempo adicional de configuración. Como resultado, cuesta menos.
- Opte por tamaños y componentes estándar de la industria
Si ha elegido una empresa para la fabricación de circuitos, debería elegir el tamaño estándar de la placa de circuito. Esto facilita y hace más eficiente el trabajo. Por lo tanto, personalizar su pedido requiere una configuración adicional que cuesta más.
- Si es posible, elija componentes de montaje superficial
Si no está construyendo un diseño muy complejo, le recomendamos usar componentes estándar de montaje superficial. Esto reduce la cantidad de agujeros que se perforan en las placas, lo que resulta en un menor costo.
El proceso de fabricación de PCB de una sola capa
Aquí está la guía paso a paso para la fabricación de PCB de una sola capa:
Diseño de la PCB de una sola capa
El diseño es el primer y más importante paso para crear cualquier placa de circuito. Además, el proceso de diseño comienza con la planificación. Los diseñadores crean un plano del circuito. En el diseño, cubren todos los requisitos del cliente.
Imprima el diseño de PCB
Después de crear un plano de una placa de circuito, ahora puede imprimirlo. Diseño de PCBNo se puede imprimir este plano en dibujos arquitectónicos comunes. Para imprimir este diseño, se necesita un plotter. El plotter crea una película sobre la placa de circuito.
Además, la impresora necesita dos tipos de tinta: negra y transparente. La negra se utiliza para las trazas de cobre y la transparente para las zonas no conductoras, como la fibra de vidrio de las capas internas.
Por otro lado, en las capas externas, la tinta negra se refiere a las zonas donde se produce la eliminación del cobre. Además, la tinta transparente se refiere a la línea de vías de cobre.
Imprima el cobre para las capas interiores.
Este es el primer paso donde comienza la fabricación. Tras la laminación de impresión, se le añade una capa de cobre que sirve de estructura para la PCB. Deberá añadir una película fotosensible llamada resina al panel laminado. Aquí debe coincidir perfectamente el plano con el panel laminado y la resina. Si no coinciden, intente fabricarlo según el plano.
Deshágase del cobre innecesario
En este paso, debe eliminar el cobre no deseado de la placa de circuito. Puede usar otro producto químico potente que pueda corroer el cobre no cubierto por la fotorresistencia. Después de eliminar el cobre, retire también la fotorresistencia de la PCB.
Trío
Todas las placas de circuito impreso (PCB) necesitan orificios para fijar diferentes componentes y montarlas. Antes de taladrar, puede usar la máquina de rayos X para localizar el punto de perforación. Existen diferentes maneras de taladrar un orificio en una PCB de una sola capa. Sin embargo, los diferentes sistemas utilizan herramientas de corte de carburo sólido. Estas herramientas perforan eficazmente orificios precisos en las ubicaciones especificadas. Los diseñadores proporcionan información completa sobre la perforación en un Lima de perforación NC. De esta forma, el taladro funciona según el programa y perfora el agujero del tamaño requerido en el lugar exacto.
Recubrimiento metálico
Tras perforar el panel, se puede comenzar el enchapado. Este proceso utiliza un producto químico para fusionar las diferentes capas, si las hay. Tras limpiar la placa de circuito, es necesario bañarla con una serie de productos químicos. Este proceso recubre el panel con una capa de cobre de grosor micrométrico. Antes de rellenar los agujeros con cobre, el proceso permite exponer la lámina de fibra de vidrio. Esta lámina constituye el interior del panel.
Imagine y coloque la capa exterior de la placa.
Tras el recubrimiento y la composición del cobre, se deben aplicar las imágenes de la capa exterior para preparar el panel para la galvanoplastia. Existen diferentes tipos de máquinas para este fin, como una laminadora. Utilice la laminadora para recubrir la capa exterior con una película seca. Esta película seca es un material fotoimprimible. Este proceso es prácticamente similar al de las capas internas de una PCB.
Aguafuerte
Para grabar la capa exterior, puede usar el protector de estaño para proteger el cobre durante el proceso. En este proceso, debe eliminar la zona de cobre descubierta. Además, las trazas y las almohadillas alrededor del orificio y el patrón de cobre permanecerán allí. Por lo tanto, solo eliminará el cobre expuesto.
Finalmente, deberá retirar también el estaño que cubre los agujeros y las pistas. Tras completar este paso, solo verá expuestos el laminado y el cobre de la placa de circuito. Ahora que ha completado el esqueleto de la PCB, aprenderá a proteger una PCB de una sola capa.
Aplicar la máscara de soldadura
La máscara de soldadura protege las placas de cortocircuitos. Además, protege el circuito de otras influencias ambientales. Por lo tanto, se puede usar máscara de soldadura líquida fotoimprimible para proteger la superficie de cobre. Además, protege los puentes de soldadura entre los diferentes componentes durante el proceso de ensamblaje.
Terminar el PCB y la serigrafía
Como parte del proceso de acabado, se aplica un baño de plata, oro o HASL a la placa de circuito. Tras el toque final, se puede serigrafiar toda la placa. En este proceso, se pueden imprimir diferentes símbolos o información en las placas de circuito.
Ventajas y desventajas de las PCB de una sola cara
La PCB de una sola capa es el circuito más simple en comparación con los de doble cara y PCB multicapaEs muy útil para componentes electrónicos simples. Por otro lado, este circuito falla cuando se trata de dispositivos electrónicos muy complejos. Por ejemplo, no se puede usar en sistemas satelitales.
A continuación se presentan diferentes ventajas y desventajas de la PCB de una sola capa:
Ventajas de las placas de circuito impreso de una sola cara
- Al ser tan simple, diseñar esta PCB es muy fácil. Además, hay casi cero posibilidades de cometer errores de diseño.
- Esto es menos costoso en comparación con otros tipos de PCB. El costo es mucho menor, especialmente cuando se solicitan grandes cantidades.
- Como contiene solo una capa, el proceso de perforación, soldadura e inserción de componentes es sencillo y directo.
- La instalación de los componentes se realiza en un solo lado, por lo que es necesario un puente inferior para compensar el circuito.
Desventajas de las placas de circuito impreso de una sola cara
- Estos circuitos son demasiado simplistas para proyectos complejos.
- Los tableros de una sola cara tienen una capacidad operativa menor.
- Además, son de mayor tamaño y debido a su mayor tamaño, tienen un mayor peso.
- Al disponer de un solo lado para colocar los componentes, la densidad de los componentes es limitada.
PCB de una cara vs. PCB de doble cara
Las PCB de una y dos caras son las más utilizadas. A continuación, incluimos una tabla que compara sus características clave:
| Característica | PCB de una cara | PCB de doble cara |
| Número de capas de cobre | 1 | 2 |
| Colocación de componentes | 1 solo lado | Ambos lados |
| Espacio de enrutamiento | Limitada | Más espacio de enrutamiento |
| Interconexiones | Sólo superficie | Orificios pasantes disponibles |
| Complejidad: | Diseños sencillos | Complejidad moderada |
| Costo de manufactura | Baja | Más alto que de un solo lado |
| Tamaño del tablero | más grande | Más pequeño (para la misma complejidad) |
| Alineación de capas | No requerido | Obligatorio |
| Complejidad de apilamiento | Fácil | Moderada |
Aplicaciones de PCB de una sola capa
Las PCB de una sola cara tienen circuitos simples, pero aun así son muy útiles. Por lo tanto, se pueden encontrar en muchos dispositivos electrónicos. Estas son algunas aplicaciones importantes de las PCB de una sola capa:
- Puedes encontrar estos circuitos en cámaras digitales.
- Circuitos de equipos de radio y estéreo.
- Las calculadoras digitales constan de una única placa de circuito impreso (PCB) de una sola capa.
- Los relés de conmutación también contienen estos circuitos utilizados en diferentes industrias automotrices y energéticas.
- Además, las máquinas expendedoras también utilizan estos circuitos.
- Las unidades de estado sólido y las máquinas para preparar café utilizan este circuito.
- El circuito temporizador del horno microondas digital es básicamente una PCB de un solo lado que se utiliza para encender y apagar el horno a tiempo.
- La iluminación LED contiene estos circuitos para alimentar el circuito.
- Además, diferentes máquinas envasadoras también utilizan estos circuitos para fines de embalaje.
- Además de todo esto, diferentes productos de sensores, máquinas de vigilancia y fuentes de alimentación digitales y analógicas también utilizan estos circuitos.
