"Tek katmanlı PCB" olarak da bilinen tek taraflı PCB, ilk kez 1950'lerin başında endüstriyel uygulamalarda kullanılmaya başlandı. Basit tasarım ilkeleri ve üretim süreçleri sayesinde, PCB üretimi ve imalatı tarihinde hâlâ önemli bir yere sahiptir. Tek taraflı PCB'nin yalnızca bir yüzü bakırla kaplıdır; bileşenler bir tarafta, devreler ise diğer tarafta yer alır. Tek taraflı PCB'ler genellikle yukarıdan aşağıya doğru lehim maskesi katmanı, bakır katmanı ve yalıtım malzemesinden oluşur.
Tek Yüzlü PCB'nin Özellikleri
Tek taraflı PCB'lerde devreler için yalnızca bir taraf mevcut olduğundan ve iki taraf arasında bağlantı kurulamadığından, diğer PCB'lere kıyasla aynı sayıda bileşeni barındırabilmek için daha geniş bir alana ihtiyaç duyarlar. Bu nedenle, bileşen yerleştirme yoğunluğu açısından daha düşük gereksinimleri olan tasarımlar için daha uygundurlar.
Tek taraflı PCB'lerin tasarımı diğer PCB türlerine göre daha basit olsa da, bileşenlerin yalnızca bir tarafa dağıtılması özelliği, kablolama ve bileşen yerleştirme tasarımı açısından daha katı kurallar gerektirir. Örneğin, tek taraflı PCB'lerin lehim pedleri büyük olmalıdır, aksi takdirde lehimleme ve onarım işlemleri sırasında sorunlar ortaya çıkabilir. Devre kartının yönlendirilmesi çapraz olamaz ve yalnızca ilgili yollar boyunca tasarlanabilir.
Tek Yüzlü PCB Üretim Süreci
Diğer PCB türleriyle karşılaştırıldığında, tek taraflı PCB'lerin üretim süreci daha basittir ve çoğu durumda maliyeti daha düşüktür. Genel olarak başlıca süreçler şunlardır:
- malzeme kesme
- delme
- devre işleme
- aşındırma
- AOI
- lehim maskesi
- baskı
- kalıplama
- elektrik testi
- OSP
- yüzey işleme
- son kontrol
Buna ek olarak, giderek daha fazla üretici kalıplama öncesinde delme işlemini tercih etmektedir. Aşağıda tek taraflı PCB'lerin üretim süreci şeması yer almaktadır:
Tek Yüzlü PCB Uygulamaları
Tek taraflı PCB'lerin kullanıldığı nihai ürünler arasında başlıca hesap makineleri, şarj cihazları, LED ışık panoları, FM telsiz radyolar, zamanlayıcılar vb. yer almaktadır. Aynı zamanda, farklı teknoloji türlerine göre de değişiklik göstermektedir.
Tek Yüzlü PCB'nin Avantajları ve Dezavantajları
Avantajlar
- Daha az malzeme gerektirir ve maliyeti daha düşüktür;
- Daha az üretim süreci gerektirir, bu da genel üretim süresinin kısalmasına neden olur;
- Basit devre tasarımı ve yapısı sayesinde, tasarımı tamamlamak için kapsamlı mesleki deneyim gerektirmez
- Büyük hacimli siparişlerde, sipariş miktarı ne kadar büyükse, basit süreç sayesinde fiyat o kadar uygun olur
Dezavantajlar
- Tek taraflı alanın sınırlı olması, çok sayıda bileşenin takılması ve daha fazla kablolama ihtiyacını karşılayamamaktadır.
- Çok fazla bileşen taşırsa, bağlantı hızının düşmesine ve güç kaybına neden olabilir, bu nedenle ürünün uygulama alanı oldukça sınırlıdır.
Tek yüzlü PCB için yönlendirme ve montaj kuralları
Tek yüzlü PCB yalnız bir yüzünde bakır taşır; bu nedenle yerleşim, izler, delikli uçlar ve planlı tel köprüler birlikte ele alınmalıdır. İzler bakır katmanda kesişemez; bileşen uçları kısa mesafeleri aşabilir, kaçınılmaz geçişler ise belgelenmiş jumper gerektirir. İz genişliğini akım ve izin verilen sıcaklık artışından seçin, deliklerin halka bakırını koruyun ve yüksek parçalar takıldıktan sonra lehim yüzüne erişim bırakın. Son üretim görünümü aynalanmış yazıyı, eksik deliği ve kart sınırı hatasını göstermelidir.
- Bağlantıya göre yerleştirin: ilişkili parçaları yönlendirmeden önce bir araya getirin.
- Köprüleri tasarlayın: açık referanslar kullanın, rastgele montaj kablolarından kaçının.
- Delikleri boyutlandırın: uç toleransı, kaplama ve takma payını birlikte hesaplayın.
- Akım yollarını koruyun: güç izlerini kısa, geniş ve hassas düğümlerden uzak tutun.
- Lehim yüzünü inceleyin: bakır, maske, yazı, delik ve yönü birlikte doğrulayın.
Tek Yüzlü ve Çift Yüzlü PCB'ler
Tek taraflı ve çift taraflı PCB'ler arasında birçok fark vardır; aşağıdaki tabloda bunların temel özelliklerinin ayrıntıları yer almaktadır.
| Özellik | Tek yüzlü PCB | Çift yüzlü PCB |
|---|---|---|
| Bakır katmanları | Bir bakır katmanı | İki bakır katmanı |
| Bileşen yerleşimi | Pad düzenine ve montaj sürecine bağlıdır | Tasarıma göre bir veya iki yüz kullanılabilir |
| Lehim bağlantıları | Erişilebilir bakır padlerde oluşur; süreç tasarıma bağlıdır | İki yüzdeki padler uygun süreçle lehimlenebilir |
| Delik içi bileşen yerleştirme | Yerleştirme yönü bileşene ve montaj çizimine göre belirlenir | Yön, bakır katmanı sayısıyla belirlenmez |
| İletken bağlantıları | Bir iletken katmanı; kesişmeler için köprü gerekebilir | İki iletken katmanı; gerektiğinde via ile bağlanır |
| Yönlendirme alanı | İletken kapasitesi bir bakır katmanıyla sınırlıdır | İki katman daha fazla seçenek sunar; sabit boyut küçülmesi sağlamaz |
| Üretim | İletken katmanları arasında bağlantı gerekmez | Katmanlar genellikle metalize delikler veya vialarla bağlanır |
| Tek/çift yüz, bakır katmanlarını belirtir; evrensel bir bileşen montaj kuralı değildir. İletkenleri, viaları ve montajı üreticiyle doğrulayın. | ||
