В современном электронном мире, стремящемся к высокоплотному многоуровневому взаимосоединению, односторонние платы по-прежнему занимают незаменимое место во многих областях благодаря своей предельной простоте, беспрецедентной экономичности и надежному производственному процессу.

Когда мы разбираем простую электронную игрушку, старое радио или даже пульт дистанционного управления для умного дома, вы обнаружите, что на ней есть один кусок зеленой платы с только одной боковой цепью, то есть односторонняя печатная плата, самая классическая и основная часть в мире печатных плат.

I. Что такое односторонняя печатная плата?

Односторонняя печатная плата, по всей видимости, представляет собой печатную плату с нанесенным на нее всего одним слоем проводящей медной фольги. Все электронные компоненты собираются на одной стороне платы, в то время как схема подключается с другой стороны с помощью процесса травления.

Односторонняя печатная плата состоит из трех основных частей;

-. Основной материал: обычно эпоксидная смола из стекловолокна FR-4 для обеспечения механической поддержки

-. Проводящий слой: медная фольга на одной стороне печатной платы, толщина 1 унция (35 мкм) или 0,5 унции (17,5 мкм)

-. Защитный слой: чернила для паяльной маски (обычно зеленого цвета) и следы шелкографии

Самой большой особенностью односторонней печатной платы является простота конструкции с низкой стоимостью производства и коротким временем изготовления, что делает одностороннюю печатную плату первым вариантом для массовых потребительских электронных продуктов.

II. Производственный процесс для односторонней печатной платы: просто, но не легко

Процесс производства односторонней печатной платы относительно прост, но каждый процесс должен быть точно контролируемым.

Подготовка материала: Выберите подходящий материал основы: FR-4, CEM-1 и XPC являются наиболее распространенными материалами. Разные материалы имеют разные эксплуатационные характеристики и ценовой диапазон.

Перенос шаблона:Спроектированная схема схемы передается на покрытую медью плату под воздействием ультрафиолета, что является критически важным этапом в определении точности схемы.

Офорт:Раствор для химического травления (обычно кислый хлорид меди или щелочной аммиак) используется для удаления нежелательной медной фольги, оставляя желаемый рисунок контура.

Сверление:При использовании сверлильных станков с ЧПУ для сверления сборочных отверстий и вставных отверстий диаметр отверстия обычно составляет более 0,8 мм.

Поверхностная обработка:Выберите обработку поверхности в соответствии с требованиями применения, например, HASL и OSP.

Паяльная маска и шелкография:Паяльная маска может предотвратить короткое замыкание в процессе пайки, а легенды на шелкографии могут указывать местоположение и направление компонентов для упрощения процесса пайки.

Испытания и инспекция: Проведите электрические испытания и визуальный осмотр, чтобы убедиться в отсутствии обрыва цепи, короткого замыкания или других дефектов.

III. Односторонняя печатная плата VS Двусторонняя печатная плата VS многослойная печатная плата: как выбрать?

Чтобы разобраться в расположении односторонних плат, необходимо сравнить их с другими типами печатных плат:

Особенность	Односторонняя печатная плата	Двусторонняя печатная плата	Многослойная печатная плата
Плотность компоновки	Низкий	Терпимая	Высокий
Стоимость изготовления	Низший	Терпимая	Высокий
Сложность конструкции	Простой	Терпимая	Сложный
Производственный цикл	Короткий	Терпимая	Длинный
Подходящая частота	Низкочастотные	Средняя частота	Высокая частота
Типичное применение	Бытовая электроника и простое управление	Промышленные контрольно-телекоммуникационные устройства	Смартфоны и компьютеры

Ключевым моментом при выборе является баланс между требованиями к производительности и контролем затрат. Если схема не имеет требований к высокой плотности соединения, а стоимость очень чувствительна, односторонняя печатная плата является лучшим выбором.

IV. Пять больших преимуществ односторонней печатной платы

1. Высокая экономическая эффективность

Стоимость материалов, производства и изготовления односторонней печатной платы является самой низкой среди всех типов печатных плат. Для продуктов массового производства, если можно сэкономить хотя бы цент на плате, общая экономия очень впечатляет.

2. Зрелый производственный процесс

После десятилетий разработок процесс производства односторонних печатных плат стал очень зрелым, скорость прохождения высокая, со стабильной скоростью производства, и почти все заводы по производству печатных плат могут умело организовать изготовление.

3. Простой и быстрый дизайн

Использование простых инструментов САПР позволит завершить проектирование; Цикл проектирования короткий и очень легко обновляется. Односторонняя печатная плата — отличный вариант для быстрой разработки и итерации продукта.

Использование простых инструментов САПР позволит завершить проектирование; Цикл проектирования короткий и очень легко обновляется. Односторонняя печатная плата — отличный вариант для быстрой разработки и итерации продукта.

4. Высокая надежность

Благодаря простой конструкции имеется небольшое количество точек отказа, а надежность относительно выше. Благодаря отсутствию сквозных отверстий и сложных межсоединений потенциальный риск отказа значительно снижается.

5. Легко ремонтируется

Все компоненты собраны на одной стороне, что обеспечивает большое удобство для осмотра, ремонта и замены компонентов, что значительно снижает стоимость послепродажного обслуживания.

V. Ограничения односторонней печатной платы

Односторонняя печатная плата не является панацеей; У него тоже есть свои ограничения.

-. Ограничение плотности компоновки:Цепи должны быть с одной стороны, и не могут реализовывать сложные соединения цепей.

-. Ограничение производительности на высоких частотах:односторонняя печатная плата не подходит для приложений с высокочастотными или высокоскоростными сигналами

-. Ограничение по размерам:Сложные схемы всегда требуют большего размера

-. Ограничение функции:Экранирование и сложное распределение питания не могут быть достигнуты с помощью односторонней печатной платы.

Понимание вышеупомянутых ограничений поможет сделать правильный выбор при проектировании.

VI. Типичные области применения односторонних печатных плат

Несмотря на то, что технология постоянно развивается, односторонние печатные платы по-прежнему имеют широкое применение в следующих областях:

1. Бытовая электроника

-. Пульт дистанционного управления, калькулятор и электронные игрушки

-. Пульт управления мелкой бытовой техникой (рисоварка, микроволновая печь, стиральная машина)

-. Светодиодные осветительные приборы

2. Управление технологическими процессами

-. Простая плата управления и плата интерфейса датчика

-. Аппаратура контроля электропитания, плата релейного управления

3. Автомобильная электроника

-. Модуль управления и простой интерфейс датчика

-. Управление звуковой системой и освещением

4. Образовательный эксперимент

-. Доска экспериментов по электронному образованию

-. Экспериментальная доска по развитию интеллекта учащихся

VII. Методы одностороннего проектирования и передовая практика

1. Точки проектирования макета

-. Старайтесь избегать перекрестной проводки и при необходимости используйте перемычки.

-. Линия электропитания должна быть максимально широкой, чтобы снизить перепад напряжения.

-. Сигнальные линии должны избегать больших параллельных расстояний для уменьшения перекрестных помех.

2. Стратегия компоновки компонентов

-. Во-первых, поместите разъемы в фиксированное место.

-. Группируйте и размещайте связанные компоненты по функциональным модулям.

-. Учитывая требования к отводу тепла, нагревательные элементы следует размещать отдельно.

3. Рассмотрение DFM (проектирование с учетом технологичности)

-. Ширина трассы и расстояние между ними должны быть лучше 6 мил, иначе стоимость производства соответственно будет выше.

-. Размер контактной площадки должен быть как минимум на 0,4 мм больше контакта.

-. Сэкономьте достаточное количество вкладок для отходов и отверстий для инструментов.

VIII. Будущее односторонних печатных плат: современная итерация традиционной технологии

Несмотря на появление новых технологий, односторонние печатные платы не будут устранены; Она находится на пути к постоянному развитию.

1. Инновации в материалах

Новые типы материалов, такие как металлическая подложка и керамическая подложка, расширили ширину применения односторонних печатных плат в областях с высокой мощностью и высокой теплопроводностью.

2. Совершенствование технологий

Более точная технология травления позволяет односторонней печатной плате реализовать меньшую ширину и расстояние между трассами, а также улучшить плотность трасс.

3. Более интеллектуальные инструменты проектирования

Алгоритмы автоматической трассировки и оптимизации современных инструментов САПР позволяют максимально эффективно использовать пространство трассировки однопанельной платы.

IX. Анализ фактического случая: как односторонняя печатная плата экономит затраты

Одна из компаний по производству бытовой техники производит интеллектуальную плату управления вентилятором. Сначала они использовали двустороннюю печатную плату; стоимость изготовления каждого изделия составляет 12 юаней. После перепроектирования и оптимизации они использовали одностороннюю печатную плату;

-. Затраты материалов снижены на 40%.

-. Упростив процесс изготовления, проходной процент увеличился на 5%.

-. Общая стоимость снизилась до 7 юаней за каждую штуку.

-. Годовой объем производства 500 000 штук, экономия 2,5 миллиона юаней в год.

Этот случай демонстрирует гигантскую ценность односторонних печатных плат в продуктах, чувствительных к стоимости. Более того, использование односторонних печатных плат в таких продуктах может снизить затраты на обслуживание в будущем.

X. Заключение: классика никогда не выходит из моды

Сегодня, с быстрым развитием электронных технологий, односторонние печатные платы могут быть не так заметны, как многослойные печатные платы или печатные платы HDI. Тем не менее, он по-прежнему занимает незаменимое место в качестве основной и классической части в области печатных плат.

Он всегда напоминает нам о том, что когда мы стремимся к технологическим инновациям, мы не должны игнорировать ценность простоты и экономичности. Лучший дизайн – это не всегда самый сложный, а тот, который наилучшим образом соответствует потребностям продукта.

Независимо от того, являетесь ли вы новичком или опытным инженером, понимание и применение технологии односторонних печатных плат позволит вам создавать экономичные и надежные конструкции изделий в нужных ситуациях. Именно по этой причине односторонние печатные платы так популярны: этот опытный ветеран способен твердо стоять в современном электронном дизайне.

В следующий раз, когда вы будете проектировать простую схему, возможно, вы сможете подумать, можно ли реализовать конструкцию с помощью односторонней печатной платы? Возможно, вы обнаружите, что самое простое решение может быть и лучшим решением.

Давайте поговорим о печатных платах сегодня!