In der modernen elektronischen Welt, in der eine hochdichte, mehrschichtige Verbindung angestrebt wird, nehmen einseitige Leiterplatten aufgrund ihrer ultimativen Einfachheit, beispiellosen Kosteneffizienz und ihres zuverlässigen Herstellungsprozesses in vielen Bereichen immer noch eine unersetzliche Position ein.

Wenn wir ein einfaches elektronisches Spielzeug, ein altes Radio oder sogar eine Smart-Home-Fernbedienung zerlegen, werden Sie feststellen, dass es ein Stück grüne Platine mit nur einem Seitenstromkreis gibt, nämlich die einseitige Leiterplatte, das klassischste und grundlegendste Teil in der PCB-Welt.

I. Was ist eine einseitige Leiterplatte?

Eine einseitige Leiterplatte ist anscheinend eine Leiterplatte mit nur einer Schicht leitfähiger Kupferfolie darauf. Alle elektronischen Komponenten werden auf einer Seite der Platine bestückt, während die Schaltung auf einer anderen Seite mit einem Ätzverfahren verbunden wird.

Es gibt drei Hauptteile in einer einseitigen Leiterplatte;

-. Basismaterial: normalerweise FR-4 Glasfaser-Epoxidharz, um mechanischen Halt zu bieten

-. Leitfähige Schicht: Die Kupferfolie auf einer Seite der Leiterplatte, die Dicke beträgt 1 Unze (35 μm) oder 0,5 Unzen (17,5 μm)

-. Schutzschicht: Lötstoppmaskentinte (ist normalerweise grün) und Siebdruckspuren

Das größte Merkmal von einseitigen Leiterplatten ist das einfache Design mit niedrigen Herstellungskosten und kurzer Vorlaufzeit, wodurch einseitige Leiterplatten zur ersten Option für massive Produkte der Unterhaltungselektronik werden.

II. Herstellungsprozess für einseitige Leiterplatten: einfach, aber nicht leicht

Der Herstellungsprozess für eine einseitige Leiterplatte ist relativ einfach, aber jeder Prozess muss genau kontrolliert werden.

Materialvorbereitung: Wählen Sie ein geeignetes Basismaterial: FR-4, CEM-1 und XPC sind die gängigsten Materialien. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Leistungen und Preisklassen.

Schnittmuster Transfer:Das entworfene Schaltungsmuster wird durch UV-Belichtung auf die kupferkaschierte Platine übertragen, was ein kritischer Schritt bei der Bestimmung der Schaltungsgenauigkeit ist.

Radierung:Eine chemische Ätzlösung (in der Regel saures Kupferchlorid oder alkalisches Ammoniak) wird verwendet, um die unerwünschte Kupferfolie zu entfernen, so dass das gewünschte Schaltungsmuster zurückbleibt.

Bohrung:Bei der Verwendung von CNC-Bohrmaschinen zum Bohren von Montagelöchern und Stecklöchern beträgt der Lochdurchmesser normalerweise über 0,8 mm.

Oberflächenbehandlung:Wählen Sie die Oberflächenbehandlung entsprechend der Anwendungsanforderung, z. B. HASL und OSP.

Lötstoppmaske und Siebdruck:Die Lötmaske kann den Kurzschluss während des Lötvorgangs verhindern, und Siebdrucklegenden können die Position und Richtung der Komponenten anzeigen, um den Lötprozess zu vereinfachen.

Test & Inspektion: Führen Sie einen elektrischen Test und eine Sichtprüfung durch, um sicherzustellen, dass kein offener Stromkreis, Kurzschluss oder andere Defekte vorhanden sind.

III. Einseitige Leiterplatte VS Doppelseitige Leiterplatte VS Mehrschichtige Leiterplatte: Wie wählt man?

Um die Positionierung von einseitigen Leiterplatten zu verstehen, müssen sie mit anderen Arten von Leiterplatten verglichen werden:

Merkmal	Einseitige Leiterplatte	Doppelseitige Leiterplatte	Mehrschichtige Leiterplatte
Layout-Dichte	Niedrig	Mittel	Hoch
Herstellkosten	Unterste	Mittel	Hoch
Komplexität des Designs	Einfach	Mittel	Komplex
Herstellungszyklus	Kurz	Mittel	Lang
Geeignete Frequenz	Niederfrequenz	Mittelfrequenz	Hochfrequenz
Typische Anwendung	Unterhaltungselektronik und einfache Steuerung	Industrielle Steuerungs- und Telekommunikationsgeräte	Smartphones und Computer

Der entscheidende Punkt bei der Auswahl ist das Gleichgewicht zwischen Leistungsanforderung und Kostenkontrolle. Wenn die Schaltung keine Verbindungsanforderungen mit hoher Dichte hat und die Kosten sehr empfindlich sind, ist eine einseitige Leiterplatte die beste Wahl.

IV. Fünf große Vorteile der einseitigen Leiterplatte

1. Hohe Wirtschaftlichkeit

Die Materialkosten, Herstellungs- und Herstellungskosten einer einseitigen Leiterplatte sind unter allen Leiterplattentypen am niedrigsten. Bei Massenproduktionsprodukten ist die Gesamteinsparung sehr beeindruckend, wenn sogar ein Cent für eine Platine eingespart werden kann.

2. Ausgereifter Herstellungsprozess

Nach jahrzehntelanger Entwicklung ist der Herstellungsprozess von einseitigen Leiterplatten sehr ausgereift, die Erfolgsquote ist hoch, mit einer stetigen Herstellungsrate, und fast alle Leiterplattenfabriken können die Herstellung geschickt arrangieren.

3. Einfaches und schnelles Design

Die Verwendung einfacher EDA-Tools fertigt das Design ab. Der Designzyklus ist kurz und sehr einfach zu aktualisieren. Eine einseitige Leiterplatte ist eine großartige Option für eine schnelle Produktentwicklung und -iteration.

Die Verwendung einfacher EDA-Tools fertigt das Design ab. Der Designzyklus ist kurz und sehr einfach zu aktualisieren. Eine einseitige Leiterplatte ist eine großartige Option für eine schnelle Produktentwicklung und -iteration.

4. Hohe Zuverlässigkeit

Durch den einfachen Aufbau gibt es nur wenige Fehlerpunkte, und die Zuverlässigkeit ist relativ höher. Ohne Durchgangslöcher und komplexe Verbindungen wird das potenzielle Ausfallrisiko stark reduziert.

5. Einfach zu reparieren

Alle Komponenten werden auf derselben Seite montiert, was viel Komfort bei der Inspektion, Reparatur und dem Austausch von Komponenten bietet, was die Kosten für den Kundendienst erheblich senkt.

V. Die Einschränkungen der einseitigen Leiterplatte

Eine einseitige Leiterplatte ist kein Allheilmittel; Es hat auch seine Grenzen.

-. Begrenzung der Layoutdichte:Die Schaltkreise müssen auf einer Seite sein und können keine komplexe Schaltungsverschaltung realisieren.

-. Leistungseinschränkung bei hohen Frequenzen:Eine einseitige Leiterplatte ist nicht für Hochfrequenz- oder Hochgeschwindigkeitssignalanwendungen geeignet

-. Begrenzung der Abmessungen:Komplexe Schaltungen erfordern immer eine größere Größe

-. Einschränkung der Funktionen:Eine Abschirmung und eine komplexe Energieverteilung können durch eine einseitige Leiterplatte nicht erreicht werden.

Das Verständnis der oben genannten Einschränkungen ist hilfreich, um beim Entwerfen die richtige Wahl zu treffen.

VI. Die typischen Anwendungen von einseitigen Leiterplatten

Obwohl sich die Technologie ständig weiterentwickelt, haben einseitige Leiterplatten immer noch breite Anwendungen in den folgenden Bereichen:

1. Unterhaltungselektronik

-. Fernbedienung, Taschenrechner und elektronisches Spielzeug

-. Steuerplatine für Kleingeräte (Reiskocher, Mikrowelle, Waschmaschine)

-. LED-Beleuchtungsprodukte

2. Industrielle Steuerung

-. Einfache Steuerplatine und Sensorschnittstellenplatine

-. Stromversorgung Monitorausrüstung, Relaissteuerplatine

3. Automobilelektronik

-. Steuermodul und einfache Sensorschnittstelle

-. Soundsystem und Lichtsteuerung

4. Pädagogisches Experiment

-. Experimentiertafel für den elektronischen Unterricht

-. Experimentiertafel zur Entwicklung der Intelligenz von Schülern

VII. Einseitige Designtechniken und Best Practices

1. Punkte für das Layout-Design

-. Versuchen Sie, Querverdrahtungen zu vermeiden und verwenden Sie bei Bedarf Jumper.

-. Die Stromversorgungsleitung sollte so breit wie möglich sein, um den Spannungsabfall zu verringern.

-. Signalleitungen sollten lange parallele Entfernungen vermeiden, um das Übersprechen zu reduzieren.

2. Strategie für das Layout von Komponenten

-. Platzieren Sie zunächst die Verbinder an einer festen Stelle.

-. Gruppieren und Layouten von Komponenten nach Funktionsmodulen.

-. Unter Berücksichtigung der Anforderungen an die Wärmeableitung sollten Heizkomponenten getrennt platziert werden.

3. DFM-Berücksichtigung (Design for Manufacturability)

-. Die Leiterbahnbreite und der Leiterbahnabstand sollten besser über 6 mil sein, sonst sind die Herstellungskosten entsprechend höher.

-. Die Pad-Größe sollte mindestens 0,4 mm größer als der Pin sein.

-. Sparen Sie genügend Abfalllaschen und Werkzeuglöcher.

VIII. Die Zukunft der einseitigen Leiterplatte: Die moderne Iteration der traditionellen Technologie

Trotz des Aufkommens neuer Technologien werden einseitige Leiterplatten nicht eliminiert werden. Es ist auf dem Weg zur kontinuierlichen Weiterentwicklung.

1. Materielle Innovation

Neue Arten von Materialien, wie Metallsubstrate und Keramiksubstrate, erweiterten die Breite der einseitigen Leiterplattenanwendung in Bereichen mit hoher Leistung und hoher Wärmeleitfähigkeit.

2. Technologische Verbesserung

Die präzisere Ätztechnologie ermöglicht es einer einseitigen Leiterplatte, eine dünnere Leiterbahnbreite und einen dünneren Leiterbahnabstand zu realisieren und die Leiterbahndichte zu verbessern.

3. Intelligentere Design-Tools

Die automatischen Routing- und Optimierungsalgorithmen moderner EDA-Tools können die Auslastung des Routing-Raums einer Single-Panel-Platine maximieren.

IX. Tatsächliche Fallanalyse: Wie die einseitige Leiterplatte Kosten spart

Ein Haushaltsgerätehersteller stellt eine intelligente Lüftersteuerungsplatine her. Zuerst verwendeten sie eine doppelseitige Leiterplatte; Die Herstellungskosten für jedes Stück betragen 12 RMB. Nach dem Redesign und der Optimierung verwendeten sie eine einseitige Leiterplatte, und;

-. Die Materialkosten wurden um 40 % verringert.

-. Durch die Vereinfachung des Herstellungsprozesses stieg die Erfolgsquote um 5 %.

-. Die Gesamtkosten sanken auf 7 RMB für jedes Stück.

-. Jährliche Produktion 500.000 Stück, wodurch jedes Jahr 2,5 Millionen RMB an Kosten eingespart werden.

Dieser Fall zeigt den enormen Wert von einseitigen Leiterplatten in kostensensiblen Produkten. Darüber hinaus kann die Verwendung von einseitigen Leiterplatten in solchen Produkten die Wartungskosten im zukünftigen Betrieb senken.

X. Fazit: Klassiker kommen nie aus der Mode

Heute, mit der rasanten Entwicklung der elektronischen Technologie, sind einseitige Leiterplatten möglicherweise nicht mehr so auffällig wie mehrschichtige Leiterplatten oder HDI-Leiterplatten. Allerdings hat es immer noch eine unersetzliche Position als Basis- und Klassikerteil im Leiterplattenbereich.

Es erinnert uns immer wieder daran, dass wir, wenn wir technologische Innovationen verfolgen, den Wert von Einfachheit und Kosteneffizienz nicht ignorieren sollten. Das beste Design ist nicht immer das komplizierteste, sondern dasjenige, das den Bedürfnissen des Produkts am besten entspricht.

Egal, ob Sie ein Anfänger oder ein erfahrener Ingenieur sind, das Verständnis und die Anwendung der einseitigen Leiterplattentechnologie ermöglicht es Ihnen, kostengünstige und zuverlässige Produktdesigns in den richtigen Situationen zu erstellen. Genau das ist der Grund, warum einseitige Leiterplatten so beliebt sind: Der erfahrene Veteran ist in der Lage, sich im modernen Elektronikdesign zu behaupten.

Wenn Sie das nächste Mal eine einfache Schaltung entwerfen, können Sie vielleicht überlegen, ob das Design mit einer einseitigen Leiterplatte realisiert werden kann? Vielleicht werden Sie feststellen, dass die einfachste Lösung auch die beste Lösung sein kann.

Lassen Sie uns heute über PCB sprechen!