We współczesnym świecie elektronicznym, który dąży do wielowarstwowych połączeń o dużej gęstości, płytki jednostronne nadal zajmują niezastąpioną pozycję w wielu dziedzinach ze względu na ich najwyższą prostotę, niezrównaną opłacalność i niezawodny proces produkcyjny.

Kiedy rozłożymy na czynniki pierwsze prostą zabawkę elektroniczną, stare radio czy nawet pilota do inteligentnego domu, okaże się, że jest tam jeden kawałek zielonej płytki z tylko jednym obwodem bocznym, czyli jednostronną płytką drukowaną, najbardziej klasyczną i podstawową częścią w świecie PCB.

I. Co to jest jednostronna płytka drukowana?

Jednostronna płytka drukowana, najwyraźniej, to płytka drukowana, na której znajduje się tylko jedna warstwa przewodzącej folii miedzianej. Wszystkie elementy elektroniczne są montowane po jednej stronie płytki, podczas gdy obwód jest łączony z drugiej strony w procesie trawienia.

W jednostronnej płytce drukowanej znajdują się trzy główne części;

-. Materiał podstawowy: zwykle żywica epoksydowa z włókna szklanego FR-4, która zapewnia wsparcie mechaniczne

-. Warstwa przewodząca: folia miedziana po jednej stronie płytki drukowanej, grubość wynosi 1 uncję (35 um) lub 0,5 uncji (17,5 um)

-. Warstwa ochronna: tusz maski lutowniczej (zwykle jest zielony) i ślady sitodruku

Największą cechą jednostronnej płytki drukowanej jest łatwa konstrukcja przy niskich kosztach produkcji i krótkim czasie realizacji, co sprawia, że jednostronna płytka drukowana staje się pierwszą opcją dla masywnych produktów elektroniki użytkowej.

II. Proces produkcji jednostronnej płytki drukowanej: prosty, ale nie łatwy

Proces produkcji jednostronnej płytki drukowanej jest stosunkowo prosty, ale każdy proces musi być dokładnie kontrolowany.

Przygotowanie materiału: Wybierz odpowiedni materiał podstawowy: Najczęściej stosowanymi materiałami są FR-4, CEM-1 i XPC. Różne materiały mają różne parametry użytkowe i przedziały cenowe.

Transfer wzoru:Zaprojektowany wzór obwodu jest przenoszony na płytkę pokrytą miedzią poprzez ekspozycję na promieniowanie UV, co jest krytycznym krokiem w określaniu dokładności obwodu.

Akwaforta:Roztwór do trawienia chemicznego (zwykle kwaśny chlorek miedzi lub alkaliczny amoniak) służy do usuwania niechcianej folii miedzianej, pozostawiając pożądany wzór obwodu.

Wiercenia:Używając wiertarek CNC do wiercenia otworów montażowych i otworów wtykowych, średnica otworu wynosi zwykle ponad 0,8 mm.

Obróbka powierzchniowa:Wybierz obróbkę powierzchni zgodnie z wymaganiami aplikacji, na przykład HASL i OSP.

Maska lutownicza i sitodruk:Maska lutownicza może zapobiec zwarciu podczas procesu, a legendy sitodruku mogą wskazywać położenie i kierunek komponentów, aby uprościć proces.

Testy i inspekcje: Wykonaj test elektryczny i kontrolę wzrokową, aby upewnić się, że nie ma przerwy w obwodzie, zwarcia lub innych usterek.

III. Jednostronna płytka drukowana VS dwustronna płytka drukowana VS wielowarstwowa płytka drukowana: jak wybrać?

Zrozumienie położenia płytek jednostronnych wymaga porównania ich z innymi typami płytek drukowanych:

Cecha	Jednostronna płytka drukowana	Dwustronna płytka drukowana	Wielowarstwowa płytka drukowana
Gęstość układu	Niski	Średni	Wysoki
Koszt wytworzenia	Najniższej	Średni	Wysoki
Złożoność projektu	Prosty	Średni	Kompleks
Cykl produkcyjny	Krótki	Średni	Długi
Odpowiednia częstotliwość	Niska częstotliwość	Średnia częstotliwość	Wysoka częstotliwość
Typowe zastosowanie	Elektronika użytkowa i proste sterowanie	Przemysłowe urządzenia sterujące i telekomunikacyjne	Smartfony i komputery

Kluczowym punktem wyboru jest zrównoważenie wymagań dotyczących wydajności i kontroli kosztów. Jeśli obwód nie ma wymogu połączenia o dużej gęstości, a koszt jest bardzo wrażliwy, najlepszym wyborem jest jednostronna płytka drukowana.

IV. Pięć dużych zalet jednostronnej płytki drukowanej

1. Wysoka opłacalność

Koszt materiału, produkcja i koszt produkcji jednostronnej płytki drukowanej są najniższe spośród wszystkich typów płytek drukowanych. W przypadku produktów produkowanych masowo, jeśli można zaoszczędzić nawet centa na desce, ogólna oszczędność jest bardzo imponująca.

2. Dojrzały proces produkcyjny

Po dziesięcioleciach rozwoju, proces produkcji jednostronnej płytki drukowanej jest bardzo dojrzały, wskaźnik przepustowości jest wysoki, ze stałym tempem produkcji, a prawie wszystkie fabryki PCB mogą umiejętnie zorganizować produkcję.

3. Łatwy i szybki projekt

Użycie prostych narzędzi EDA zakończy projekt; Cykl projektowania jest krótki i bardzo łatwy do aktualizacji. Jednostronna płytka drukowana to świetna opcja do szybkiego rozwoju i iteracji produktu.

Użycie prostych narzędzi EDA zakończy projekt; Cykl projektowania jest krótki i bardzo łatwy do aktualizacji. Jednostronna płytka drukowana to świetna opcja do szybkiego rozwoju i iteracji produktu.

4. Wysoka niezawodność

Ze względu na prostą konstrukcję jest niewiele punktów awarii, a niezawodność jest stosunkowo wyższa. Bez otworów przelotowych i skomplikowanych połączeń potencjalne ryzyko awarii jest znacznie zmniejszone.

5. Łatwy do naprawy

Wszystkie komponenty są montowane po tej samej stronie, co zapewnia dużą wygodę przy kontroli, naprawie i wymianie komponentów, co znacznie obniża koszty obsługi posprzedażnej.

V. Ograniczenia jednostronnej płytki drukowanej

Jednostronna płytka drukowana nie jest panaceum; Ma też swoje ograniczenia.

-. Ograniczenie gęstości układu:Obwody muszą znajdować się po jednej stronie i nie mogą realizować złożonych połączeń obwodów.

-. Ograniczenie wydajności wysokiej częstotliwości:jednostronna płytka drukowana nie nadaje się do zastosowań z sygnałami o wysokiej częstotliwości lub dużej prędkości

-. Ograniczenie wymiarów:Złożone obwody zawsze wymagają większego rozmiaru

-. Ograniczenie funkcji:ekranowania i złożonej dystrybucji mocy nie można osiągnąć za pomocą jednostronnej płytki drukowanej.

Zrozumienie wyżej wymienionych ograniczeń będzie pomocne w dokonaniu właściwego wyboru podczas projektowania.

VI. Typowe zastosowania jednostronnej płytki drukowanej

Chociaż technologia cały czas się rozwija, jednostronne płytki drukowane nadal mają szerokie zastosowanie w następujących obszarach:

1. Elektronika użytkowa

-. Pilot zdalnego sterowania, kalkulator i zabawki elektroniczne

-. Tablica sterująca małym sprzętem AGD (urządzenie do gotowania ryżu, kuchenka mikrofalowa, pralka)

-. Produkty oświetleniowe LED

2. Kontrola przemysłowa

-. Prosta płyta sterująca i płytka interfejsu czujnika

-. Sprzęt monitorujący zasilanie, tablica sterująca przekaźnikiem

3. Elektronika samochodowa

-. Moduł sterujący i prosty interfejs czujnika

-. Nagłośnienie i sterowanie oświetleniem

4. Eksperyment edukacyjny

-. Elektroniczna tablica eksperymentów edukacyjnych

-. Studencka tablica eksperymentów rozwoju inteligencji

VII. Techniki projektowania jednostronnego i najlepsze praktyki

1. Punkty projektu układu

-. Staraj się unikać okablowania krzyżowego i w razie potrzeby używaj zworek.

-. Linia zasilająca powinna być jak najszersza, aby obniżyć spadek napięcia.

-. Linie sygnałowe powinny unikać długich równoległych odległości, aby zmniejszyć przesłuchy.

2. Strategia rozmieszczenia komponentów

-. Najpierw umieść złącza w ustalonym miejscu.

-. Grupuj i rozmieszczaj powiązane komponenty według modułów funkcjonalnych.

-. Biorąc pod uwagę wymagania dotyczące odprowadzania ciepła, elementy grzejne należy umieszczać osobno.

3. Rozważania DFM (projekt pod kątem możliwości produkcyjnych)

-. Szerokość i odstępy między ścieżkami powinny być lepsze niż 6 mil, w przeciwnym razie koszt produkcji będzie odpowiednio wyższy.

-. Rozmiar padu powinien być co najmniej o 0,4 mm większy niż kołek.

-. Zaoszczędź wystarczającą ilość zakładek na odpady i otworów narzędziowych.

VIII. Przyszłość jednostronnej płytki drukowanej: nowoczesna iteracja tradycyjnej technologii

Pomimo pojawienia się nowych technologii, jednostronne płytki drukowane nie zostaną wyeliminowane; Jest na drodze do ciągłego rozwoju.

1. Innowacje materiałowe

Nowe rodzaje materiałów, takie jak podłoże metalowe i podłoże ceramiczne, rozszerzyły zakres jednostronnego zastosowania PCB w obszarach o dużej mocy i wysokiej przewodności cieplnej.

2. Ulepszenie technologii

Bardziej precyzyjna technologia trawienia umożliwia jednostronnej płytce drukowanej uzyskanie cieńszej szerokości i odstępów między ścieżkami oraz poprawę gęstości ścieżek.

3. Bardziej inteligentne narzędzia do projektowania

Algorytmy automatycznego trasowania i optymalizacji nowoczesnych narzędzi EDA mogą zmaksymalizować wykorzystanie przestrzeni routingu płyty jednopanelowej.

IX. Rzeczywista analiza przypadku: jak jednostronna płytka drukowana oszczędza koszty

Jedna firma zajmująca się sprzętem AGD produkuje inteligentną płytę sterującą wentylatorem. Na początku używali dwustronnej płytki drukowanej; koszt produkcji każdej sztuki wynosi 12 RMB. Po przeprojektowaniu i optymalizacji wykorzystali jednostronną płytkę drukowaną i;

-. Zmniejszono koszt materiałów o 40%.

-. Upraszczając proces produkcyjny, zdawalność wzrosła o 5%.

-. Całkowity koszt spadł do 7 RMB za każdą sztukę.

-. Roczna produkcja 500 000 sztuk, oszczędność 2,5 miliona RMB kosztów rocznie.

Ten przypadek pokazuje gigantyczną wartość jednostronnych płytek drukowanych w produktach wrażliwych na koszty. Co więcej, zastosowanie jednostronnych płytek drukowanych w takich produktach może obniżyć koszty konserwacji w przyszłym serwisie.

X. Wniosek: klasyka nigdy nie wychodzi z mody

Obecnie, wraz z szybkim rozwojem technologii elektronicznej, jednostronne płytki drukowane mogą nie być zauważalne, jak wielowarstwowe płytki drukowane lub płytki HDI. Jednak nadal ma niezastąpioną pozycję jako podstawowa i klasyczna część w obszarze PCB.

Zawsze przypomina nam, że dążąc do innowacji technologicznych, nie powinniśmy ignorować wartości prostoty i opłacalności. Najlepszy projekt nie zawsze jest najbardziej skomplikowany, ale ten, który najlepiej odpowiada potrzebom produktu.

Niezależnie od tego, czy jesteś początkującym, czy doświadczonym inżynierem, zrozumienie i zastosowanie technologii jednostronnych płytek drukowanych pozwoli Ci tworzyć opłacalne i niezawodne projekty produktów w odpowiednich sytuacjach. To jest właśnie powód, dla którego jednostronne płytki drukowane są tak popularne: ten doświadczony weteran jest w stanie mocno stanąć w nowoczesnym projektowaniu elektronicznym.

Następnym razem, gdy zaprojektujesz prosty układ, może zastanowisz się, czy projekt można zrealizować za pomocą jednostronnej płytki drukowanej? Być może okaże się, że najłatwiejsze rozwiązanie może być również najlepszym rozwiązaniem.

Porozmawiajmy dziś o PCB!