PCB de um lado, também conhecido como PCB de camada única, é um dos mais comuns tipos de PCBs. Possui material condutor de um lado e, do outro, componentes eletrônicos conectados eletricamente. Este artigo detalhado aborda diferentes aspectos da PCB de face única. Aqui, você aprenderá o processo completo de fabricação, as vantagens e desvantagens dessa tecnologia. Além disso, veremos a aplicação de uma PCB de camada única.
Construção de PCB de face única
O PCB de um lado é composto principalmente das seguintes camadas:
- Substrate
A camada de substrato fornece suporte mecânico para o PCB e geralmente é feita com materiais isolantes, como FR-4 (epóxi reforçado com vidro), poliimida, CEM, etc.
Leitura adicional: Diferentes tipos de substrato de PCB para seu projeto
- Camada de folha de cobre
Uma fina camada de folha de cobre é laminada em um dos lados do substrato. Essa folha de cobre contém os traços de circuito gravados e as bases de conexão dos componentes. Os pesos de cobre típicos utilizados são de 1 onça ou 2 onças por pé quadrado.
- máscara de solda
Uma máscara de solda é aplicada sobre o cobre, deixando expostas apenas as áreas necessárias do pad. A máscara isola os traços e evita a formação acidental de pontes de solda durante a montagem dos componentes.
Uma camada de tinta de polímero serigrafada é impressa na placa de circuito impresso (PCB) para exibir texto, símbolos, logotipos e outras marcações. Isso é útil para identificação de componentes, instruções de montagem e para fins de branding.
Dicas para projetar e fabricar PCB de camada única
Antes de avançarmos para a fabricação de PCBs de camada única, há alguns pontos importantes a considerar. Com a ajuda dessas dicas, você poderá ter suas placas prontas no menor tempo possível. Além disso, você também pode economizar um pouco. Então, não nos alongamos mais e vamos direto às 8 dicas práticas:
- Nunca economize em materiais de qualidade
Nunca peça ao seu fabricante para escolher um material substituto mais barato. Se você escolher um mais barato, e se ele falhar em poucas semanas? Você deve estar familiarizado com os blocos de construção básicos de uma placa de circuito impresso. Sempre opte por materiais de qualidade. Esses componentes são duráveis, o que também economizará tempo e dinheiro.
- Sempre use formas de prancha padrão
É importante escolher os formatos padrão das placas, a menos que você tenha um gabinete com formato específico para se adequar ao seu projeto. Portanto, sempre escolha um formato retangular ou quadrado padrão. Qualquer coisa fora do padrão custará mais caro.
- Evite furos muito pequenos
Se a sua placa de circuito tiver furos menores, o custo de fabricação será maior. Muitas fábricas chegam a cobrar um valor extra se o diâmetro dos furos for menor que 0.4 mm. Portanto, se você não precisa de um tamanho de furo específico, deve optar pelo tamanho de furo padrão.
- Use o direito via
Existem três tipos de vias – cegas, enterradas e passantes. As vias cegas e enterradas são para alta densidade e PCB de alta frequência. Então, se você não precisa dessas vias, deixe-as para evitar custos extras.
Leitura adicional: Via cega e via enterrada: qual é a diferença?
- Não use camadas extras
Antes de adicionar camadas adicionais para obter mais espaço de roteamento, desempenho e planos de energia, pense duas vezes. A diferença entre a placa de duas e quatro camadas é o dobro! Portanto, mantenha seu design limpo e compacto para evitar gastos extras.
- Configurando o design para panelização
Você pode solicitar um painel gigante com diferentes outras placas de circuito impresso. Você pode economizar bastante dinheiro escolhendo o maior tamanho de painel. Para reunir todas as suas placas em um único painel, a máquina não precisa de tempo adicional para ser configurada. Como resultado, elas custam menos.
- Opte por tamanhos e componentes padrão da indústria
Se você escolheu uma empresa para fabricação de circuitos, deve escolher o tamanho padrão da placa de circuito. Isso torna o trabalho mais fácil e eficiente. Portanto, personalizar seu pedido exige uma configuração extra, que custa mais.
- Escolha componentes de montagem em superfície, se possível
Se você não estiver construindo um projeto muito complexo, deve optar por componentes padrão de montagem em superfície. Isso reduz o número de furos perfurados nas placas, resultando em menor custo.
O processo de fabricação de PCB de camada única
Aqui está o guia passo a passo para a fabricação de PCB de camada única:
Projetar o PCB de camada única
O projeto é o primeiro e mais importante passo para criar qualquer placa de circuito. Além disso, o processo de projeto começa com o planejamento. Os projetistas criam um projeto para o circuito. No projeto, eles atendem a todos os requisitos do cliente.
Imprima o design do PCB
Depois de criar um projeto de uma placa de circuito, agora você pode imprimi-la Design PCB. Você não pode imprimir esta planta em desenhos arquitetônicos comuns. Em vez disso, você precisa de uma impressora plotter para imprimir este projeto. A plotter cria um filme na placa de circuito.
Além disso, a impressora precisa de dois tipos de tinta: preta e transparente. Tinta preta para os traços de cobre e tinta transparente para áreas não condutoras, como a fibra de vidro das camadas internas.
Por outro lado, para as camadas externas, a tinta preta se refere às áreas onde ocorre o processo de remoção do cobre. Já a tinta transparente se refere à linha de passagem do cobre.
Imprima o cobre para as camadas internas
Este é o primeiro passo para o início da fabricação propriamente dita. Após a impressão da laminação, você adiciona uma camada de cobre. Isso serve como estrutura para a placa de circuito impresso (PCB). Você precisará adicionar uma película fotossensível chamada resiste ao painel laminado. Aqui, você precisa combinar perfeitamente o projeto e o painel laminado com o resiste. Se ambos não corresponderem, tente fabricar de acordo com o projeto.
Livre-se do cobre desnecessário
Nesta etapa, você precisa remover o cobre indesejado da placa de circuito. Você pode usar um produto químico diferente e potente que pode corroer o cobre não coberto pela fotorresistência. Após remover o cobre, remova também a fotorresistência da placa de circuito impresso.
Perfuração
Todas as placas de circuito impresso (PCBs) precisam de furos para a fixação de diferentes componentes e a montagem da placa. Antes da perfuração, você pode usar a máquina de raio-X para localizar o ponto de perfuração. Existem diferentes maneiras de perfurar um furo em uma placa de circuito impresso de camada única. No entanto, diferentes sistemas utilizam ferramentas de corte de metal duro. Essas ferramentas perfuram furos precisos com eficiência nos locais especificados. Os projetistas fornecem informações completas relacionadas à perfuração em um Arquivo de perfuração NC. Assim, a furadeira funciona de acordo com o programa e perfura o furo do tamanho necessário no local exato.
Galvanização
Após a perfuração do painel, você pode iniciar a galvanoplastia. Este processo utiliza um produto químico para fundir diferentes camadas, se houver. Após a limpeza da placa de circuito, você precisa banhá-la com uma série de produtos químicos. Este processo reveste o painel com uma camada de cobre com espessura de µm. Antes que os furos sejam preenchidos com cobre, o processo serve para expor a lâmina de fibra de vidro. A lâmina de fibra de vidro compõe o interior do painel.
Imagine e coloque a camada externa
Após o revestimento e a composição do cobre, você deve aplicar as imagens da camada externa para preparar o painel para a galvanoplastia. Existem diferentes tipos de máquinas que você pode usar para essa finalidade, como uma laminadora. Portanto, utilize a laminadora para revestir a camada externa com filme seco. Este filme seco é um material fotografável. Este processo é praticamente semelhante ao das camadas internas de uma placa de circuito impresso (PCB).
Gravura
Para gravar a camada externa, você pode usar a proteção de estanho para proteger o cobre durante o processo de gravação. Nesse processo, você precisa remover a área descoberta do cobre. Além disso, traços e marcas ao redor do furo e do padrão de cobre permanecerão lá. Portanto, você removerá apenas o cobre exposto.
Por fim, você também terá que remover a lata que cobre os furos e trilhas. Após concluir esta etapa, você verá apenas o laminado e o cobre expostos da placa de circuito. Agora que você concluiu o esqueleto da placa de circuito impresso, aprenderá como proteger placas de circuito impresso de camada única.
Aplique a máscara de solda
A máscara de solda protege as placas contra curto-circuitos. Além disso, também protege o circuito de outros efeitos ambientais. Portanto, você pode usar uma máscara de solda fotorreagente líquida para proteger a superfície de cobre. Além disso, ela também protege a ponte de solda entre os diferentes componentes no processo de montagem.
Finalização do PCB e Serigrafia
Como parte do processo de acabamento, revestir a placa de circuito com prata, ouro ou HASL. Após o retoque final, você pode serigrafar toda a placa. Nesse processo, você pode imprimir diferentes símbolos ou informações nas placas de circuito.
As vantagens e desvantagens do PCB de um lado
O PCB de camada única é o circuito mais simples em comparação com o de dupla face e PCBs multicamadasÉ muito útil para componentes eletrônicos simples. Por outro lado, este circuito falha quando se trata de dispositivos eletrônicos mais complexos. Por exemplo, não pode ser usado em sistemas de satélite.
Aqui estão os prós e contras do PCB de camada única:
Prós do PCB de um lado
- Por ser muito simples, é muito fácil projetar esta PCB. Além disso, as chances de criar um projeto incorreto são quase nulas.
- Este é um produto mais barato em comparação com todos os outros tipos de PCBs. O custo é muito menor, especialmente quando feito em grandes quantidades.
- Como contém apenas uma única camada, os processos de perfuração, soldagem e inserção de componentes são simples e fáceis.
- A instalação dos componentes ocorre apenas em um lado, por isso é necessário um jumper inferior para compensar o circuito.
Contras do PCB de um lado
- Esses circuitos são muito simplistas para projetos complexos.
- Placas de um só lado têm menor capacidade operacional.
- Além disso, eles são maiores em tamanho. E devido ao seu tamanho maior, eles têm um peso maior.
- Com apenas um lado disponível para colocação de componentes, a densidade dos componentes é limitada.
PCB de um lado vs PCB de dois lados
PCBs de face única e dupla face são os dois tipos de PCB mais comumente utilizados. Abaixo, incluímos uma tabela comparando seus principais aspectos:
| Característica | PCB de um lado | PCB de dupla face |
| Número de camadas de cobre | 1 | 2 |
| Posicionamento de componente | apenas 1 lado | Ambos os lados |
| Espaço de roteamento | Limitado | Mais espaço de roteamento |
| Interconexões | Somente superfície | Furos passantes disponíveis |
| Complexidade | Desenhos Simples | Complexidade moderada |
| Custo de fabricação | Baixa | Mais alto que unilateral |
| Tamanho da placa | Maior | Menor (para a mesma complexidade) |
| Alinhamento de Camada | Não requerido | Exigido |
| Complexidade de empilhamento | simples | Moderado |
Aplicações de PCB de camada única
PCBs de camada única possuem circuitos simples, mas ainda assim são muito úteis. Portanto, você pode encontrá-los em muitos dispositivos eletrônicos úteis. Aqui estão algumas aplicações significativas de PCBs de camada única:
- Você pode encontrar esses circuitos em câmeras digitais.
- Circuitos de equipamentos de rádio e estéreo.
- Calculadoras digitais consistem em apenas uma única camada de PCB.
- Os relés de comutação também contêm esses circuitos usados em diferentes indústrias automotivas e de energia.
- Além disso, as máquinas de venda automática também usam esses circuitos.
- Unidades de estado sólido e máquinas de café utilizam esse circuito.
- O circuito do temporizador digital do forno de micro-ondas é basicamente uma placa de circuito impresso de um único lado usada para ligar e desligar o forno em tempo hábil.
- A iluminação LED contém esses circuitos para alimentar o circuito.
- Além disso, diferentes máquinas de embalagem também usam esses circuitos para fins de embalagem.
- Além de tudo isso, diferentes produtos de sensores, máquinas de vigilância e fontes de alimentação digitais e analógicas também usam esses circuitos.
