在追求高密度、多层互连的现代电子世界中，单面板以其极致的简单性、无与伦比的性价比和可靠的制造工艺，在许多领域仍然占据着不可替代的地位。

当我们拆解一个简单的电子玩具、旧收音机甚至智能家居遥控器时，你会发现有一块绿色的板子上只有一侧电路，那就是单面PCB，PCB界最经典、最基本的部分。

一、什么是单面PCB？

显然，单面PCB是一种印刷电路板，上面只有一层导电铜箔。所有电子元件都组装在电路板的一侧，而电路则通过蚀刻工艺在另一侧连接。

单面PCB有三个主要部分;

-.基材：通常为FR-4玻璃纤维环氧树脂，提供机械支撑

-.导电层：PCB一侧的铜箔，厚度为1oz（35um）或0.5oz（17.5um）

-.保护层：阻焊油墨（通常为绿色）和丝印标记

单面PCB最大的特点是设计简单，制造成本低，交货时间短，这使得单面PCB成为海量消费电子产品的首选。

二、单面PCB的制造工艺：简单但不容易

单面PCB的制造过程相对简单，但每个过程都需要精确控制。

材料准备：选择合适的基材：FR-4、CEM-1、XPC是最常见的材料。不同的材料有不同的性能和价格范围。

图案转移：设计的电路图案通过紫外线照射转移到覆铜板上，这是确定电路精度的关键步骤。

蚀刻：使用化学蚀刻溶液（通常是酸性氯化铜或碱性氨）去除不需要的铜箔，留下所需的电路图案。

钻探：使用数控钻床钻装配孔和插入孔，孔径通常在0.8mm以上。

表面处理：根据应用要求选择表面处理，例如HASL和OSP。

阻焊层和丝印：阻焊层可以防止焊接过程中的短路，丝印图例可以指示元件的位置和方向，以简化焊接过程。

测试与检验：进行电气测试和目视检查，确保没有开路、短路或其他缺陷。

三、单面PCB VS双面PCB VS多层PCB：如何选择？

了解单面板的定位需要将其与其他类型的PCB进行比较：

特征	单面PCB	双面PCB	多层PCB
布局密度	低	中等	高
制造成本	最低	中等	高
设计复杂性	简单	中等	复杂
制造周期	短	中等	长
适用频率	低频	中频	高频
典型应用	消费电子产品和简单控制	工业控制和电信设备	智能手机和电脑

选择的关键点是平衡性能要求和成本控制。如果电路没有高密度互连要求，成本非常敏感，单面PCB是最佳选择。

四、单面PCB的五大优势

1.性价比高

单面PCB的材料成本、制造和制造成本是所有PCB类型中最低的。对于量产产品来说，如果能省下一毛钱一块板，整体节省的效果是非常可观的。

2、成熟的制造工艺

经过几十年的发展，单面PCB的制造工艺非常成熟，合格率高，制造率稳定，几乎所有的PCB工厂都能巧妙地安排制造。

3.简单快捷的设计

使用简单的EDA工具即可完成设计;设计周期短，非常容易更新。单面PCB是快速产品开发和迭代的绝佳选择。

使用简单的EDA工具即可完成设计;设计周期短，非常容易更新。单面PCB是快速产品开发和迭代的绝佳选择。

4.高可靠性

由于结构简单，故障点少，可靠性相对较高。没有通孔和复杂的互连，潜在的故障风险大大降低。

5.易于维修

所有部件都组装在同一侧，给检查、维修、更换部件带来了很大的便利，大大降低了售后服务成本。

五、单面PCB的局限性

单面PCB不是万能的;它也有其局限性。

-.布局密度限制：电路必须在一侧，不能实现复杂的电路互连。

-.高频性能限制：单面PCB不适合高频或高速信号应用

-.尺寸限制：复杂的电路总是需要更大的尺寸

-.功能限制：屏蔽和复杂的配电是单面PCB无法实现的。

了解上述限制将有助于在设计时做出正确的选择。

六、单面PCB的典型应用

尽管该技术一直在发展，但单面PCB在以下领域仍然有广泛的应用：

1.消费电子产品

-.遥控器、计算器和电子玩具

-.小家电控制板（电饭煲、微波炉、洗衣机）

-.LED照明产品

2.工业控制

-.简单的控制板和传感器接口板

-.电源监控设备、继电器控制板

3.汽车电子

-.控制模块和简单的传感器接口

-.音响系统和照明控制

4.教育实验

-.电子教育实验板

-.学生智力发展实验板

七、单面设计技术与最佳实践

1. 布局设计要点

-.尽量避免交叉接线，必要时使用跳线。

-.电源线应尽可能宽，以降低压降。

-.信号线应避免长平行距离，以减少串扰。

2.组件布局策略

-.首先，将连接器放置在固定位置。

-.按功能模块对相关组件进行分组和布局。

-.考虑到散热要求，加热元件应单独放置。

3. DFM（可制造性设计）考虑

-.走线宽度和间距应在6mil以上更好，否则制造成本会相应更高。

-.焊盘尺寸应至少比引脚大0.4毫米。

-.节省足够的废片和工具孔。

八、单面PCB的未来：传统技术的现代迭代

尽管新技术不断涌现，但单面PCB不会被淘汰;它正在不断发展的路上。

1.材料创新

新型材料，如金属基板和陶瓷基板，它们扩大了单面PCB在大功率和高导热领域的应用宽度。

2.技术改进

更精确的蚀刻技术使单面PCB实现更薄的走线宽度和间距成为可能，并提高走线密度。

3.设计工具更智能

现代EDA工具的自动布线和优化算法可以最大限度地利用单面板的布线空间。

九、实际案例分析：单面PCB如何节省成本

一家家电公司生产智能风扇控制板。起初，他们使用双面PCB;每件的制造成本为12RMB。经过重新设计和优化，他们使用了单面PCB，并且;

-.材料成本下降了40%。

-.简化制造工艺，合格率提高5%。

-.每件的总成本降至7元人民币。

-.年产量50万件，每年节省成本250万元。

这个案例展示了单面PCB在成本敏感型产品中的巨大价值。此外，在此类产品中使用单面PCB可以降低未来服务的维护成本。

十、结语：经典永不过时

如今，随着电子技术的飞速发展，单面PCB可能不像多层PCB或HDI PCB那样引人注目。然而，它作为PCB领域的基础和经典部件仍然具有不可替代的地位。

它时刻提醒着我们，在追求技术创新时，不能忽视简单和性价比的价值。最好的设计并不总是最复杂的，而是最适合产品需求的设计。

无论您是初学者还是经验丰富的工程师，了解和应用单面PCB技术都将使您能够在适当的情况下创建经济高效且可靠的产品设计。这正是单面PCB如此受欢迎的原因：这位经验丰富的老手能够在现代电子设计中站稳脚跟。

下次，当您设计一个简单的电路时，也许您可以考虑一下是否可以用单面PCB来实现该设计？也许您会发现最简单的解决方案也可以是最好的解决方案。

今天我们就来聊聊PCB！