Wat is een enkelzijdige PCB?

Enkelzijdige PCB, ook wel enkellaags PCB genoemd, is een van de meest voorkomende soorten PCB'sAan de ene kant zit geleidend materiaal en aan de andere kant zitten elektronische componenten die elektrisch met elkaar verbonden zijn. Dit gedetailleerde artikel behandelt verschillende aspecten van enkelzijdige PCB's. Hier leert u het volledige productieproces en de voor- en nadelen van deze technologie. Bovendien bekijken we de toepassing van een enkellaags PCB.

Constructie van enkelzijdige printplaten

Enkelzijdige PCB's bestaan ​​hoofdzakelijk uit de volgende lagen:

• Substraat

De substraatlaag zorgt voor mechanische ondersteuning van de PCB en bestaat doorgaans uit isolatiematerialen zoals FR-4 (glasvezelversterkte epoxy), polyimide, CEM, etc.

Verder lezen: Verschillende soorten PCB-substraatmateriaal voor uw project

• Koperfolie laag

Een dunne laag koperfolie wordt aan één zijde van het substraat gelamineerd. Deze koperfolie bevat de geëtste circuitsporen en aansluitpads voor componenten. Typische kopergewichten zijn 1 ounce of 2 ounce per vierkante voet.

• Soldeer masker

Een soldeermasker wordt over het koper aangebracht, waardoor alleen de benodigde contactpunten vrij blijven. Het soldeermasker isoleert de sporen en voorkomt de vorming van onbedoelde soldeerbruggen tijdens de assemblage van componenten.

• Zeefdruk

Een laag zeefdrukpolymeerinkt wordt op de printplaat gedrukt om tekst, symbolen, logo's en andere markeringen weer te geven. Dit is handig voor componentidentificatie, assemblage-instructies en branding.

Tips voor het ontwerpen en vervaardigen van enkellaags PCB's

Voordat we overgaan tot de productie van enkellaagse PCB's, zijn er een paar belangrijke dingen om te overwegen. Met behulp van deze tips kunt u uw printplaten in een mum van tijd klaar hebben. Bovendien kunt u ook nog wat geld besparen. Dus laten we niet langer wachten en direct doorgaan met de 8 praktische tips:

1. Bespaar nooit op kwaliteitsmaterialen

Vraag uw fabrikant nooit om een ​​goedkoper vervangingsmateriaal te kiezen. Als u een goedkoper materiaal kiest, wat als het binnen enkele weken kapotgaat? U moet bekend zijn met de basisbouwstenen van een PCB. Kies altijd voor kwaliteitsmateriaal. Dit zijn componenten die lang meegaan, dus u bespaart er tijd en geld mee.

2. Kies altijd voor standaard bordvormen

Het is belangrijk om de standaard bordvormen te kiezen, tenzij u een specifieke behuizingsvorm hebt die bij uw ontwerp past. Kies dus altijd een standaard rechthoekig of vierkant ontwerp. Iets dat afwijkt van de standaard, kost u meer.

3. Vermijd te kleine gaten

Als uw printplaat kleinere gaten bevat, zijn de productiekosten hoger. Veel fabrikanten rekenen zelfs extra kosten als de diameter van de gaten kleiner is dan 0.4 mm. Dus als u geen specifieke gatgrootte nodig hebt, kunt u het beste de standaardgatgrootte gebruiken.

4. Gebruik het recht via

Er zijn drie soorten via's: blinde, begraven en doorlopende gaten. De blinde en begraven via's zijn bedoeld voor hoge dichtheid en hoogfrequente PCB'sDus als u deze via's niet nodig hebt, laat ze dan zitten om extra kosten te vermijden.

Verder lezen: Blinde via en begraven via: wat is het verschil?

5. Draag geen extra laagjes

Denk twee keer na voordat je extra lagen toevoegt voor meer routeringsruimte, prestaties en energiebeheer. Het verschil tussen een twee- en vierlaags moederbord is twee keer zo groot! Houd je ontwerp dus strak en compact om extra kosten te voorkomen.

6. Ontwerp voor paneelvorming opzetten

Je kunt een gigantisch paneel met verschillende andere PCB's aanvragen. Je kunt veel geld besparen door de grootste paneelgrootte te kiezen. Om al je printplaten op één paneel te krijgen, heeft de machine geen extra tijd nodig om in te stellen. Daardoor zijn ze goedkoper.

7. Kies voor industriestandaard maten en componenten

Als u een bedrijf voor de productie van schakelingen hebt gekozen, kies dan voor de standaardafmetingen van de printplaat. Dit maakt het werk eenvoudiger en efficiënter. Het aanpassen van uw bestelling vereist dus extra voorbereidingen die meer kosten.

8. Kies indien mogelijk voor oppervlaktegemonteerde componenten

Als je geen erg complex ontwerp bouwt, kun je het beste standaard opbouwcomponenten gebruiken. Dit vermindert het aantal gaten dat je in je printplaten boort, wat resulteert in lagere kosten.

Het productieproces van een enkellaags PCB

Hier is de stapsgewijze handleiding voor het vervaardigen van een enkellaags PCB:

1. Ontwerp de Single Layer PCB

Ontwerpen is de eerste en belangrijkste stap bij het creëren van een printplaat. Bovendien begint het ontwerpproces met de planning. Ontwerpers maken een blauwdruk voor de schakeling. In het ontwerp houden ze rekening met alle eisen van de klant.

2. Print het PCB-ontwerp

Nadat u een blauwdruk van een printplaat hebt gemaakt, kunt u nu de PCB-ontwerpJe kunt dit plan niet op gewone architectuurtekeningen printen. Daarvoor heb je een plotterprinter nodig. De plotter maakt een film op de printplaat.

Verder heeft de printer twee soorten inkt nodig: zwarte en transparante inkt. Zwarte inkt voor de kopersporen en transparante inkt voor niet-geleidende delen zoals glasvezel van de interne lagen.

Voor de buitenste lagen daarentegen verwijst zwarte inkt naar de gebieden waar het koperverwijderingsproces plaatsvindt. Heldere inkt verwijst naar de lijn van koperpaden.

3. Print het koper voor de binnenlagen

Dit is de eerste stap, waar de daadwerkelijke productie begint. Na het lamineren wordt er een koperlaag op aangebracht. Deze laag dient als structuur voor de printplaat. Op het laminaatpaneel moet een lichtgevoelige film, resist genaamd, worden aangebracht. Hierbij moeten zowel de blauwdruk als de resist op het laminaatpaneel perfect op elkaar aansluiten. Als beide niet overeenkomen, probeer het dan volgens de blauwdruk te maken.

4. Ontdoe je van onnodig koper

In deze stap moet je het ongewenste koper van de printplaat verwijderen. Je kunt hiervoor een andere krachtige chemische stof gebruiken die het koper dat niet bedekt is met de fotoresist, kan aantasten. Nadat je het koper hebt verwijderd, verwijder je nu ook de fotoresist van de printplaat.

5. Boren

Alle PCB's hebben gaten nodig om verschillende componenten te bevestigen en de PCB te monteren. Voordat u gaat boren, kunt u de röntgenmachine gebruiken om de boorplek te lokaliseren. Er zijn verschillende manieren om een ​​gat te boren in een enkellaagse PCB. Verschillende systemen gebruiken echter snijgereedschappen van massief hardmetaal. Deze gereedschappen boren effectief precieze gaten op de aangegeven locaties. Ontwerpers bieden volledige informatie over het boren in een NC-boorbestandDe boormachine werkt dus volgens het programma en boort het gewenste gat op de exacte locatie.

6. Plating

Nadat u het paneel hebt geboord, kunt u beginnen met het platingproces. Dit proces gebruikt een chemische stof om verschillende lagen, indien aanwezig, aan elkaar te smelten. Nadat u de printplaat hebt gereinigd, moet u deze onderdompelen in een reeks chemicaliën. Dit proces bedekt het paneel met een microndikke koperlaag. Voordat de gaten met koper worden gevuld, wordt de glasvezelplaat blootgelegd. De glasvezelplaat vormt de binnenkant van het paneel.

7. Stel je voor en plaat de buitenste laag

Na het platingproces en de kopersamenstelling moet u de buitenste laagafbeeldingen aanbrengen om het paneel voor te bereiden op galvaniseren. Hiervoor zijn verschillende soorten machines beschikbaar, zoals een lamineermachine. Gebruik de lamineermachine om de buitenste laag te coaten met een droge film. Deze droge film is een fotografisch materiaal. Dit proces is vrijwel vergelijkbaar met de interne lagen van een printplaat.

8. ets

Als u de buitenste laag wilt etsen, kunt u de tinbescherming gebruiken om het koper tijdens het etsproces te beschermen. Bij dit proces moet u dus het onbedekte koper verwijderen. Bovendien blijven er sporen en kussentjes rond het gat en het koperpatroon achter. U verwijdert dus alleen het blootliggende koper.

Ten slotte moet je ook het blik verwijderen dat de gaten en sporen bedekt. ​​Na deze stap zie je alleen het laminaat en koper van de printplaat. Nu je het skelet van de printplaat hebt voltooid, leer je hoe je een enkellaags printplaat kunt beschermen.

9. Breng het soldeermasker aan

Een soldeermasker beschermt printplaten tegen kortsluiting. Bovendien beschermt het het circuit ook tegen andere omgevingsinvloeden. U kunt dus een vloeibaar, fotogevoelig soldeermasker gebruiken om het koperoppervlak te beschermen. Daarnaast beschermt het ook soldeerbruggen tussen verschillende componenten tijdens het assemblageproces.

10. PCB en zeefdruk afmaken

Als onderdeel van de afwerking kunt u de printplaat plateren met zilver, goud of HASL. Nadat u de printplaat hebt afgewerkt, kunt u deze zeefdrukken. Tijdens dit proces kunt u verschillende symbolen of informatie op de printplaten printen.

De voor- en nadelen van enkelzijdige PCB's

Enkellaags PCB is het eenvoudigste circuit in vergelijking met dubbelzijdige en meerlagige PCB'sHet is erg handig voor eenvoudige elektronische componenten. Aan de andere kant gaat dit circuit kapot bij de meest complexe elektronische apparaten. Je kunt het bijvoorbeeld niet gebruiken in satellietsystemen.

Hier zijn de verschillende voor- en nadelen van enkellaags PCB:

Voordelen van enkelzijdige PCB

• Omdat het zo eenvoudig is, is het ook heel gemakkelijk om deze printplaat te ontwerpen. Bovendien is de kans op een fout ontwerp vrijwel nihil.
• Dit is goedkoper dan alle andere soorten PCB's. De kosten zijn veel lager, vooral bij grote bestellingen.
• Omdat het uit slechts één laag bestaat, zijn boren, solderen en het plaatsen van componenten eenvoudig en snel.
• De montage van de componenten vindt slechts aan één zijde plaats. Daarom is een lagere jumper nodig om de schakeling te compenseren.

Nadelen van enkelzijdige PCB

• Voor complexe projecten zijn deze schakelingen te simplistisch.
• Enkelzijdige printplaten hebben een lagere operationele capaciteit.
• Bovendien zijn ze groter van formaat. En door hun grotere formaat hebben ze ook een hoger gewicht.
• Omdat er maar één zijde beschikbaar is om componenten te plaatsen, is de dichtheid van de componenten beperkt.

Enkelzijdige PCB versus dubbelzijdige PCB

Enkelzijdige en dubbelzijdige printplaten zijn de twee meest gebruikte printplaten. Hieronder vindt u een tabel met een vergelijking van de belangrijkste aspecten:

Toepassingen van enkellaags PCB

Enkelzijdige printplaten hebben een eenvoudige schakeling, maar zijn toch erg nuttig. Je vindt ze dan ook in veel nuttige elektronische apparaten. Hier zijn enkele belangrijke toepassingen van enkellaags printplaten:

• Deze circuits vind je in digitale camera's.
• Radio- en stereoapparatuurcircuits.
• Digitale rekenmachines bestaan ​​uit slechts één enkele printplaatlaag.
• Ook schakelrelais bevatten deze circuits en worden gebruikt in verschillende auto- en energiesectoren.
• Ook verkoopautomaten maken gebruik van deze circuits.
• Solid state drives en koffiezetapparaten maken gebruik van dit circuit.
• Het digitale timercircuit voor de magnetron is in principe een enkelzijdige printplaat die wordt gebruikt om de oven op tijd in en uit te schakelen.
• LED-verlichting bevat deze circuits om het circuit van stroom te voorzien.
• Daarnaast maken verschillende verpakkingsmachines ook gebruik van deze circuits voor verpakkingsdoeleinden.
• Daarnaast maken ook diverse sensorproducten, bewakingsapparatuur en digitale en analoge voedingen gebruik van deze schakelingen.