PCB a faccia singola, noto anche come PCB “a strato singolo”, è stato utilizzato per la prima volta in applicazioni industriali all’inizio degli anni ’50. Grazie ai suoi semplici principi di progettazione e processi di fabbricazione, occupa ancora una posizione importante nella storia della produzione e fabbricazione di PCB. Il PCB a faccia singola ha solo un lato ricoperto di rame, con componenti su un lato e circuiti sull’altro. Dal punto di vista dall’alto verso il basso, i PCB a faccia singola di solito consistono in maschera di saldatura, strato di rame e materiale isolante.
Caratteristiche del PCB a faccia singola
Poiché i PCB a faccia singola hanno solo un lato per i circuiti e non possono essere collegati tra i due lati, richiedono un’area più ampia per ospitare lo stesso numero di componenti rispetto ad altri PCB. Pertanto, sono più adatti per progetti con requisiti inferiori per la densità di distribuzione dei componenti.
Sebbene il design dei PCB a faccia singola sia più semplice di altri tipi di PCB, le loro caratteristiche di distribuzione dei componenti solo su un lato li rendono più rigorosi in termini di progettazione del cablaggio e del posizionamento dei componenti. Ad esempio, i pad di saldatura dei PCB a faccia singola devono essere grandi, altrimenti potrebbero verificarsi problemi durante i processi di saldatura e riparazione. Il routing della scheda del circuito non può incrociarsi e può essere progettato solo lungo i rispettivi percorsi.
Processo di fabbricazione del PCB a faccia singola
Rispetto ad altri tipi di PCB, il processo di produzione dei PCB a faccia singola è più semplice e, nella maggior parte dei casi, il costo è inferiore. I processi principali generali sono:
- taglio del materiale
- foratura
- lavorazione del circuito
- incisione
- AOI
- maschera di saldatura
- stampa
- modellatura
- test elettrici
- OSP
- trattamento superficiale
- ispezione finale
Inoltre, sempre più produttori stanno ora scegliendo il processo di fabbricazione della foratura prima della modellatura. Di seguito è riportato un diagramma del processo di fabbricazione dei PCB a faccia singola:
Applicazioni del PCB a faccia singola
I prodotti finali che utilizzano PCB a faccia singola includono principalmente calcolatrici, prodotti di ricarica, schede luminose a LED, radio FM wireless, timer, ecc. Allo stesso tempo, in base a diversi tipi di tecnologia.
Vantaggi e svantaggi del PCB a faccia singola
Vantaggi
- Richiedono meno materiale e hanno un costo inferiore;
- Richiedono meno processi di fabbricazione, con conseguenti tempi di produzione complessivi più brevi;
- Design e costruzione del circuito semplici, quindi non richiedono un’ampia esperienza professionale per completare il design
- Per ordini di grandi volumi, più grande è la quantità dell’ordine, più favorevole è il prezzo grazie al processo semplice
Svantaggi
- La limitazione dell’area a faccia singola non può soddisfare la necessità di installare un gran numero di componenti e più cablaggi.
- Se trasporta troppi componenti, potrebbe causare una connessione lenta e una perdita di potenza, quindi il campo di applicazione del prodotto è molto limitato.
Regole di routing e assemblaggio per PCB a singola faccia
Un PCB a singola faccia ha rame su un solo lato, quindi piazzamento, piste, terminali passanti e ponticelli previsti devono essere progettati insieme. Le piste non possono incrociarsi sullo strato di rame; i reofori possono superare brevi distanze e gli incroci inevitabili richiedono jumper documentati. Dimensionare le piste secondo corrente e riscaldamento, preservare gli anelli dei fori e mantenere accessibili le saldature dopo i componenti alti. La vista di produzione deve mostrare testo specchiato, fori mancanti ed errori del profilo.
- Posizionare per connessione: raggruppare i componenti correlati prima del routing.
- Progettare i ponticelli: usare riferimenti chiari ed evitare fili improvvisati in assemblaggio.
- Dimensionare i fori: combinare tolleranza del terminale, metallizzazione e gioco d’inserimento.
- Proteggere i percorsi di corrente: mantenere le piste di potenza corte, larghe e isolate.
- Controllare il lato saldatura: verificare rame, maschera, serigrafia, fori e orientamento.
PCB a faccia singola contro PCB a doppia faccia
Ci sono molte differenze tra PCB a faccia singola e PCB a doppia faccia, la tabella seguente riguarda i dettagli delle loro caratteristiche principali.
| Caratteristica | PCB a singola faccia | PCB a doppia faccia |
|---|---|---|
| Strati di rame | Uno strato di rame | Due strati di rame |
| Posizionamento dei componenti | Dipende dalle piazzole e dal processo di assemblaggio | Su una o entrambe le facce, secondo il progetto |
| Giunti saldati | Sulle piazzole accessibili; processo dipendente dal progetto | Le piazzole su entrambe le facce si saldano con un processo adatto |
| Inserimento dei componenti passanti | La direzione segue componente e disegno di assemblaggio | La direzione non è definita dal numero di strati di rame |
| Collegamenti di sbroglio | Uno strato di piste; gli incroci possono richiedere ponticelli | Due strati di piste; le vie li collegano dove necessario |
| Spazio di sbroglio | La capacità di sbroglio è limitata a uno strato di rame | Due strati offrono più opzioni, senza una riduzione fissa delle dimensioni |
| Fabbricazione | Non richiede collegamenti di piste tra strati | I collegamenti tra strati usano in genere fori metallizzati o vie |
| Singola/doppia faccia indica gli strati di rame, non una regola universale di montaggio. Confermare piste, vie e assemblaggio con il produttore. | ||
