Yüksek yoğunluklu, çok katmanlı ara bağlantı peşinde koşan modern elektronik dünyasında, tek taraflı kartlar, son derece basitlikleri, benzersiz maliyet etkinlikleri ve güvenilir üretim süreçleri nedeniyle birçok alanda hala yeri doldurulamaz bir konuma sahiptir.

Basit bir elektronik oyuncağı, eski bir radyoyu ve hatta akıllı bir ev uzaktan kumandasını söktüğümüzde, üzerinde sadece bir yan devre bulunan tek parça yeşil tahta olduğunu göreceksiniz, yani PCB dünyasının en klasik ve temel parçası olan tek taraflı PCB.

I. Tek Taraflı PCB Nedir?

Görünüşe göre tek taraflı bir PCB, üzerinde yalnızca bir kat iletken bakır folyo bulunan bir baskılı devre kartıdır. Tüm elektronik bileşenler kartın bir tarafına monte edilirken, devre diğer tarafa aşındırma işlemi ile bağlanır.

Tek taraflı bir PCB'de üç ana parça vardır;

-. Temel malzeme: mekanik destek sağlamak için normalde FR-4 fiberglas epoksi reçine

-. İletken katman: PCB'nin bir tarafındaki bakır folyo, kalınlık 1oz (35um) veya 0.5oz (17.5um)

-. Koruyucu tabaka: lehim maskesi mürekkebi (normalde yeşildir) ve serigrafi işaretleri

Tek taraflı PCB'nin en büyük özelliği, düşük üretim maliyeti ve kısa teslim süresi ile kolay tasarımıdır, bu da tek taraflı PCB'yi büyük tüketici elektroniği ürünleri için ilk seçenek haline getirir.

II. Tek Taraflı PCB için Üretim Süreci: Basit Ama Kolay Değil

Tek taraflı bir PCB'nin üretim süreci nispeten basittir, ancak her işlemin doğru bir şekilde kontrol edilmesi gerekir.

Malzeme hazırlama: Uygun bir temel malzeme seçin: FR-4, CEM-1 ve XPC en yaygın malzemelerdir. Farklı malzemelerin farklı performans ve fiyat aralıkları vardır.

Desen Aktarımı:Tasarlanan devre modeli, devre doğruluğunun belirlenmesinde kritik bir adım olan UV'ye maruz kalma yoluyla bakır kaplı karta aktarılır.

Gravür:İstenmeyen bakır folyoyu çıkarmak için kimyasal bir aşındırma çözeltisi (genellikle asidik bakır klorür veya alkalin amonyak) kullanılır ve istenen devre modeli bırakılır.

Delme:Montaj delikleri ve geçmeli delikler açmak için CNC delme makinelerini kullandığınızda delik çapı normalde 0.8 mm'nin üzerindedir.

Yüzey İşlem:Uygulama gereksinimine göre yüzey işlemini seçin, örneğin HASL ve OSP.

Lehim Maskesi ve Serigrafi:Lehim maskesi, lehimleme işlemi sırasında kısa devreyi önleyebilir ve serigrafi açıklamaları, lehimleme işlemini basitleştirmek için bileşenlerin konumunu ve yönünü gösterebilir.

Test & Muayene: Açık devre, kısa devre veya başka kusur olmadığından emin olmak için elektrik testi ve görsel inceleme yapın.

III. Tek Taraflı PCB VS Çift Taraflı PCB VS Çok Katmanlı PCB: Nasıl Seçilir?

Tek taraflı kartların konumunu anlamak, bunların diğer PCB türleriyle karşılaştırılmasını gerektirir:

Özellik	Tek Taraflı PCB	Çift Taraflı PCB	Çok katmanlı PCB
Düzen yoğunluğu	Alçak	Orta	Yüksek
Üretim maliyeti	En düşük	Orta	Yüksek
Tasarım karmaşıklığı	Basit	Orta	Karmaşık
Üretim döngüsü	Kısa	Orta	Uzun
Uygun Frekans	Düşük frekans	Orta frekans	Yüksek frekans
Tipik uygulama	Tüketici elektroniği ve basit kontrol	Endüstriyel kontrol ve telekomünikasyon cihazları	Akıllı telefonlar ve bilgisayarlar

Seçimin kilit noktası, performans gereksinimi ile maliyet kontrolünü dengelemektir. Devrenin yüksek yoğunluklu bir ara bağlantı gereksinimi yoksa ve maliyeti çok hassassa, tek taraflı bir PCB en iyi seçimdir.

IV. Tek Taraflı PCB'nin Beş Büyük Avantajı

1. Yüksek Maliyet Verimliliği

Tek taraflı bir PCB'nin malzeme maliyeti, üretim ve imalat maliyeti, tüm PCB türleri arasında en düşük olanıdır. Seri üretim ürünler için, bir tahta için bir kuruş bile tasarruf edebiliyorsa, genel tasarruf çok etkileyicidir.

2. Olgun Üretim Süreci

Onlarca yıllık geliştirmeden sonra, tek taraflı PCB'nin üretim süreci çok olgun, geçiş oranı yüksek, sabit bir üretim oranı ve neredeyse tüm PCB fabrikaları imalatı ustaca düzenleyebilir.

3. Kolay & Hızlı Tasarım

Basit EDA araçlarını kullanmak tasarımı tamamlayacaktır; Tasarım döngüsü kısadır ve güncellenmesi çok kolaydır. Tek taraflı bir PCB, hızlı ürün geliştirme ve yineleme için mükemmel bir seçenektir.

Basit EDA araçlarını kullanmak tasarımı tamamlayacaktır; Tasarım döngüsü kısadır ve güncellenmesi çok kolaydır. Tek taraflı bir PCB, hızlı ürün geliştirme ve yineleme için mükemmel bir seçenektir.

4. Yüksek Güvenilirlik

Basit yapısı nedeniyle az sayıda arıza noktası vardır ve güvenilirlik nispeten daha yüksektir. Açık delikler ve karmaşık ara bağlantılar olmadan, potansiyel arıza riski büyük ölçüde azalır.

5. Onarımı Kolay

Tüm bileşenler aynı tarafa monte edilir, bu da inceleme, onarım ve bileşenlerin değiştirilmesi için çok kolaylık sağlar ve bu da satış sonrası servis maliyetini büyük ölçüde azaltır.

V. Tek Taraflı PCB'nin Sınırlamaları

Tek taraflı bir PCB her derde deva değildir; aynı zamanda sınırlamaları da vardır.

-. Düzen yoğunluğu sınırlaması:Devreler bir tarafta olmalıdır ve karmaşık devre ara bağlantısını gerçekleştiremez.

-. Yüksek frekanslı performans sınırlaması:tek taraflı bir PCB, yüksek frekanslı veya yüksek hızlı sinyal uygulamaları için uygun değildir

-. Boyut sınırlaması:karmaşık devreler her zaman daha büyük bir boyut gerektirir

-. İşlev sınırlaması:ekranlama ve karmaşık güç dağıtımı tek taraflı bir PCB ile sağlanamaz.

Yukarıda belirtilen sınırlamaları anlamak, tasarım yaparken doğru seçimi yapmanıza yardımcı olacaktır.

VI. Tek Taraflı PCB'nin Tipik Uygulamaları

Teknoloji sürekli gelişiyor olsa da, tek taraflı PCB'ler aşağıdaki alanlarda hala geniş uygulamalara sahiptir:

1. Tüketici Elektroniği

-. Uzaktan kumanda, hesap makinesi ve elektronik oyuncaklar

-. Küçük ev aletleri kontrol panosu (pirinç pişirici, mikrodalga fırın, çamaşır makinesi)

-. LED aydınlatma ürünleri

2. Endüstriyel Kontrol

-. Basit kontrol panosu ve sensör arayüz kartı

-. Güç kaynağı izleme ekipmanı, röle kontrol panosu

3. Otomotiv Elektroniği

-. Kontrol modülü ve basit sensör arayüzü

-. Ses sistemi ve aydınlatma kontrolü

4. Eğitim Deneyi

-. Elektronik eğitim deney panosu

-. Öğrenci zeka geliştirme deney tahtası

VII. Tek Taraflı Tasarım Teknikleri ve En İyi Uygulama

1. Düzen tasarım noktaları

-. Çapraz kablolamadan kaçınmaya çalışın ve gerektiğinde jumper kullanın.

-. Voltaj düşüşünü azaltmak için güç kaynağı hattı mümkün olduğunca geniş olmalıdır.

-. Sinyal hatları, karışmayı azaltmak için uzun paralel mesafelerden kaçınmalıdır.

2. Bileşen Yerleşim Stratejisi

-. İlk olarak, konektörleri sabit bir konuma yerleştirin.

-. İlgili bileşenleri işlevsel modüllere göre gruplandırın ve düzenleyin.

-. Isı dağıtımı gereksinimleri göz önünde bulundurularak, ısıtma bileşenleri ayrı ayrı yerleştirilmelidir.

3. DFM (Üretilebilirlik için Tasarım) Değerlendirmesi

-. İz genişliği ve aralığı 6mil'den daha iyi olmalıdır, aksi takdirde üretim maliyeti buna göre daha yüksek olacaktır.

-. Ped boyutu pimden en az 0,4 mm daha büyük olmalıdır.

-. Yeterince atık sekme ve takım deliği kaydedin.

VIII. Tek Taraflı PCB'nin Geleceği: Geleneksel Teknolojinin Modern Yinelemesi

Yeni teknolojilerin ortaya çıkmasına rağmen, tek taraflı PCB'ler ortadan kaldırılmayacak; sürekli gelişim yolundadır.

1. Malzeme Yeniliği

Metal alt tabaka ve seramik alt tabaka gibi yeni malzeme türleri, yüksek güçlü ve yüksek termal iletkenliğe sahip alanlarda tek taraflı PCB uygulamasının genişliğini genişlettiler.

2. Teknoloji Geliştirme

Daha hassas aşındırma teknolojisi, tek taraflı bir PCB'nin daha ince iz genişliği ve aralığı gerçekleştirmesini ve iz yoğunluğunu iyileştirmesini mümkün kılar.

3. Tasarım Araçları Daha Akıllı

Modern EDA araçlarının otomatik yönlendirme ve optimizasyon algoritmaları, tek panelli bir kartın yönlendirme alanının kullanımını en üst düzeye çıkarabilir.

IX. Gerçek Durum Analizi: Tek Taraflı PCB Maliyetten Nasıl Tasarruf Sağlar?

Bir ev aletleri şirketi akıllı bir fan kontrol panosu üretiyor. İlk başta çift taraflı bir PCB kullandılar; her parçanın üretim maliyeti 12RMB'dir. Yeniden tasarım ve optimizasyondan sonra tek taraflı bir PCB kullandılar ve;

-. Malzeme maliyeti %40 azaldı.

-. Üretim sürecini basitleştirerek geçiş oranı %5 arttı.

-. Her parça için toplam maliyet 7RMB'ye düştü.

-. Yıllık üretim 500.000 adet, her yıl 2,5 milyon RMB maliyet tasarrufu sağlıyor.

Bu durum, maliyete duyarlı ürünlerde tek taraflı PCB'lerin dev değerini göstermektedir. Ayrıca, bu tür ürünlerde tek taraflı PCB'lerin kullanılması, gelecekteki hizmetlerde bakım maliyetini düşürebilir.

X. Sonuç: Klasiklerin Modası Asla Geçmez

Günümüzde elektronik teknolojisinin hızla gelişmesiyle birlikte tek taraflı PCB'ler, çok katmanlı PCB'ler veya HDI PCB'ler gibi fark edilmeyebilir. Ancak yine de PCB alanında temel ve klasik parça olarak yeri doldurulamaz bir konuma sahiptir.

Teknolojik yeniliğin peşinde koşarken basitliğin ve maliyet etkinliğinin değerini göz ardı etmememiz gerektiğini bize her zaman hatırlatır. En iyi tasarım her zaman en karmaşık olanı değil, ürünün ihtiyaçlarına en uygun olanıdır.

İster yeni başlayan ister deneyimli bir mühendis olun, tek taraflı PCB teknolojisini anlamak ve uygulamak, doğru durumlarda uygun maliyetli ve güvenilir ürün tasarımları oluşturmanıza olanak sağlayacaktır. Tek taraflı PCB'lerin bu kadar popüler olmasının nedeni tam olarak budur: Bu deneyimli emektar, modern elektronik tasarımda sağlam durabilir.

Bir dahaki sefere basit bir devre tasarlarken, tasarımın tek taraflı bir PCB ile gerçekleştirilip gerçekleştirilemeyeceğini düşünebilirsiniz. Belki de en kolay çözümün de en iyi çözüm olabileceğini göreceksiniz.

Bugün PCB hakkında konuşalım!