單面PCB, also known as single layer PCB, is one of the most common PCB 類型. It has conductive material on one side, and another side contains electronic components connected electrically to each other. 這篇詳細的文章涵蓋了單面 PCB 的不同方面. 所以在這裡您將了解完整的製造過程, 該技術的優缺點. 而且, 我們來看看單層PCB的應用.
Construction of Single-sided PCB
Single-sided PCB is mainly composed of the following layers:
- 基質
The substrate layer provides mechanical support for the PCB, it is usually made with insulating materials such as FR-4 (glass-reinforced epoxy), 聚酰亞胺, CEM, 等等.
進一步閱讀: 適用於您項目的不同類型的PCB基板材料
- Copper Foil Layer
A thin layer of copper foil is laminated onto one side of the substrate. This copper foil carries the etched circuit traces and connection pads for components. Typical copper weights used are 1 ounce or 2 ounces per square foot.
- 阻焊膜
A solder mask coating is applied over the copper, leaving just the required pad areas exposed. The solder mask insulates the traces and prevents accidental solder bridges from forming during component assembly.
A layer of silkscreen polymer ink is printed on the PCB to display text, 符號, logos and other markings. This is useful for component identification, 組裝說明, and branding purposes.
Tips for Designing and Manufacturing Single Layer PCB
在我們轉向單層 PCB 製造之前, 有一些重要的事情需要考慮. 在這些提示的幫助下, 您可以在最短的時間內準備好您的電路板. 而且, 你也可以節省一點錢. 所以我們不用多說，讓我們直接走向 8 實用技巧:
- 從不吝嗇優質材料
永遠不要要求您的製造商選擇更便宜的替代材料. 如果你選擇便宜的, 如果它在幾週內失敗怎麼辦? 你應該熟悉PCB的基本構建塊. 始終追求優質材料. These are long-lasting components so it will save you time and money as well.
- 始終使用標準板形狀
選擇標準板形狀很重要. 除非您有適合您設計的特定形狀的外殼. 所以總是選擇標準的矩形或方形設計. 做任何不合常理的事都會讓你付出更多代價.
- Avoid holes that are too small
如果您的電路板包含較小的孔, 更高的製造成本. 如果孔的直徑小於 0.4 毫米. 所以如果你不需要任何特定的孔尺寸, you should go with the regular hole size.
- 使用正確的通過
有三種類型的過孔 - 盲孔, 埋孔和通孔. 盲孔和埋孔用於高密度和 高頻電路板. 所以如果你不需要這些過孔, 離開他們以避免額外費用.
進一步閱讀: 盲孔 & 埋孔: 有什麼不同?
- 不要去額外的層
在添加額外層以獲得更多佈線空間之前, 性能和電源計劃, 三思而後行. 二層板和四層板的區別是兩倍! 所以保持你的設計乾淨和緊湊，以避免支付額外的錢.
- Setting up design for panelization
你可以要求一個帶有不同其他 PCB 的巨大面板. 選擇最大的面板尺寸可以節省很多錢. 將所有電路板放在一個面板上, 機器不需要任何額外的時間來設置. 因此, they cost less.
- 選擇行業標準尺寸和組件
如果您選擇了一家電路製造公司, 你應該選擇電路板的標準尺寸. 它也使工作更輕鬆，更高效. 因此，定制您的訂單需要額外的設置，成本更高.
- 如果可能，選擇表面貼裝元件
如果您不是在構建非常複雜的設計, 你應該堅持使用標準的表面貼裝元件. 它減少了板上鑽孔的數量. 從而降低成本.
The Manufacturing Process of Single Layer PCB
這是製造單層 PCB 的分步指南:
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設計單層 PCB
設計是創建任何電路板的第一步，也是最重要的一步. 而且, 設計過程從規劃開始. 設計師為電路創建藍圖. 在設計中, 它們涵蓋了客戶的所有要求.
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打印 PCB 設計
創建電路板藍圖後, 你現在可以打印 PCB設計. 你不能在普通的建築圖紙上打印這個計劃. 反而, 您需要一台繪圖儀打印機來打印此設計. 繪圖儀在電路板上製作薄膜.
此外, 打印機需要兩種類型的墨水, 黑色和透明墨水. 用於銅跡線的黑色墨水和用於非導電區域（例如內層的玻璃纖維）的透明墨水.
另一方面, 用於外層, 黑色墨水是指進行銅去除過程的區域. 加, 清墨指的是銅道線.
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打印內層的銅
這是實際製造開始的第一步. 印刷層壓後, 你給它添加一個銅層. 作為 PCB 的結構. 您必須在層壓板上添加稱為抗蝕劑的感光膜. Here you need to perfectly match both blueprint and laminate panel with resist. 如果兩者不匹配, 盡量按照藍圖製作.
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去除不必要的銅
在這一步, 您需要從電路板上去除不需要的銅. 您可以使用不同的強力化學物質，它可以吞噬未被光刻膠覆蓋的銅. 去除銅片後, 現在也從 PCB 上去除光刻膠.
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鑽孔
All PCBs need holes to attach different components and mount the PCB. 鑽孔前, 您可以使用X光機來定位鑽孔點. 在單層PCB上鑽孔有不同的方法. 然而, 不同的系統使用整體硬質合金刀具. 這些工具可在指定位置有效地鑽出精確的孔. Designers provide complete information related to drilling in an NC drill file. So the drill machine works according to the program and drills the required size hole in the exact location.
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電鍍
面板鑽孔後, 你可以開始電鍍. 如果存在，此過程利用化學物質將不同的層融合在一起. 清潔電路板後, you need to bathe the board in a series of chemicals. This process coats the panel in a micron-thick layer of copper. Before the holes are filled with copper, 該過程用於暴露玻璃纖維板. 玻璃纖維板使面板的內部.
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想像和電鍍外層
鍍後及銅成分, 您必須應用外層圖像以準備電鍍面板. 您可以為此目的使用不同類型的機器，例如層壓機. 所以利用覆膜機用乾膜覆蓋外層. 這種干膜是一種可照相成像材料. 幾乎這個過程類似於PCB的內層.
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刻蝕
當您要蝕刻外層時, 您可以在蝕刻過程中使用錫保護層來保護銅. 所以在這個過程中, 您需要去除未覆蓋的銅區域. 而且, 孔周圍的走線和焊盤以及銅圖案將保留在那裡. 所以你只會去除暴露的銅.
最後, 您還必須去除覆蓋孔和痕蹟的錫. 所以在完成這一步之後, 您只會看到電路板的裸露層壓板和銅. 現在你已經完成了PCB的骨架, 從現在開始，您將學習如何保護單層 PCB.
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應用阻焊層
阻焊層可防止電路板短路. 而且, 它還可以保護電路免受其他環境影響. 所以你可以使用液體光成像阻焊層來保護銅表面. 除此之外, 它還可以保護組裝過程中不同組件之間的焊料橋接.
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完成PCB和絲印
作為整理過程的一部分, 將電路板鍍上銀, 黃金或 HASL. 最後接觸電路板後, 你可以絲印整個板子. 在這個過程中, 您可以在電路板上打印不同的符號或信息.
The Advantages and Disadvantages of Single Sided PCB
與雙面和雙面相比，單層 PCB 是最簡單的電路 多層電路板. 對於簡單的電子元件非常有用. 另一方面, 當出現最複雜的電子設備時，這個電路就會失效. 例如, 你不能在衛星系統中使用它.
以下是單層PCB的不同優缺點:
單面PCB的優點
- 因為它很簡單, 所以設計這個PCB很容易. 而且, 做出錯誤設計的可能性幾乎為零.
- 與所有其他類型的 PCB 相比，這成本更低. 成本變得低得多，尤其是在批量訂購時.
- 因為它只包含一個層, 這麼鑽, 焊接, 和組件插入過程簡單易行.
- 組件的安裝僅在一側進行, 所以它需要一個較低的跳線來補償電路.
單面PCB的缺點
- 這些電路對於復雜的項目來說太簡單了.
- 單面板操作能力較低.
- 而且, they are larger in size.And due to their larger size, 這些有更高的權重.
- With just one side available for placing components, the density of components is limited.
Single-sided PCB vs Double-sided PCB
Single-sided and double-sided PCBs are the two most commonly used PCBs. Below we have included a table comparing their key aspects:
| 特徵 | 單面PCB | 雙面印刷電路板 |
| Number of Copper Layers | 1 | 2 |
| 元件放置 | 1 side only | Both sides |
| Routing Space | 有限的 | More Routing Space |
| Interconnections | Surface Only | Through-Holes Available |
| 複雜 | Simple Designs | Moderate Complexity |
| 製造成本 | 低的 | Higher than Single-Sided |
| 電路板尺寸 | Larger | Smaller (for same complexity) |
| 圖層對齊 | 不需要 | 必需的 |
| Stackup Complexity | 簡單的 | 緩和 |
單層PCB的應用
單面 PCB 具有簡單的電路，但仍然, 這些非常有用. 所以你可以在許多有用的電子設備中找到它們. Here are some significant applications of single layer PCB:
- 你可以在數碼相機中找到這些電路.
- 無線電和立體聲設備電路.
- 數字計算器僅由一層單層 PCB 組成.
- 開關繼電器還包含用於不同汽車和電力行業的這些電路.
- 此外, 自動售貨機也使用這些電路.
- 固態驅動器和咖啡機使用此電路.
- 數字微波爐定時器電路基本上是一個單面PCB，用於及時打開和關閉烤箱.
- LED 照明包含用於為電路供電的這些電路.
- 此外, 不同的包裝機也將這些電路用於包裝目的.
- 除了首先, 不同的傳感器產品, 機器監控, 數字和模擬電源也使用這些電路.
