Was sind die Vor- und Nachteile der Single-Layer-Leiterplattenherstellung?

Ein umfassender Leitfaden zum Verständnis des Herstellungsprozesses von einschichtigen Leiterplatten, der Vor- und Nachteile und warum dies für Sie wichtig ist?

Derzeit macht die Herstellung von einschichtigen Leiterplatten  fast ein Drittel des gesamten Produktionsvolumens dieser Leiterplattenkonstruktionen aus, was auf ihre hervorragende Wettbewerbsfähigkeit hinweist.

Was ist eine Leiterplatte?

Leiterplatten - Grundkenntnisse

Heute funktioniert fast nichts ohne Herstellung von einschichtigen Leiterplatten  , weder im Haushalt noch bei der Arbeit oder in der industriellen Produktion. Benutzer wissen jedoch selten, was hinter den kleinen Komponenten steckt, die unsere Elektronik zum Leben erwecken. Die gesamte allgemeine Elektronik hängt stark von Herstellung von einschichtigen Leiterplatten  .

Eine solche spezielle Komponente ist die Leiterplatte, ohne die elektronische Geräte und Komponenten nicht möglich wären. Denken Sie nur an das Mainboard auf dem PC.

Im Allgemeinen ist die Platine eine Platte aus einem Isoliermaterial (z. B. Epoxidharz) mit hauchdünnen Kupferleiterspuren. Leiterplattenhersteller statten es mit elektronischen Bauteilen (Schaltungen, Dioden, Widerständen usw.) aus.

Moreover, these are either connected on one side by small holes to the conductor lines using a solder connection or on both sides, i.e. the copper conductor tracks and components are located on both sides of the circuit board.

Single layer pcb manufacturing- The simplest printed circuit boards 

This is also known as a single-sided circuit board. Generally, it is the simplest and most commonly used circuit board in most electronic devices because it is easy to design and manufacture. Einschichtige Leiterplattenherstellung comes with a layer of conductive material, often copper.

A solder mask layer protects the circuit board from oxidation. Similarly, a screen-print identifies the components of the circuit board. This type of PCB is used in low cost, mass production applications such as printers, radios, and calculators.

Warum einlagige Leiterplatte?

Einschichtige Leiterplatten sind kostengünstige Dielektrika, die einseitig mit einer Folienschicht beschichtet sind. Aufgrund der Konstruktionsmerkmale - das Vorhandensein eines Metallkühlkörpers (z. B. Aluminiumlegierung 1100/5056) und einer dünnen dielektrischen Schicht (80-100 Mikrometer) - wird daher in Fällen verwendet, in denen eine effektive Wärme erzeugt werden muss von der Oberfläche der Platte sinken.

Einschichtige Leiterplattenherstellung Anwendungsbereich

• Haushaltsgeräte
• Automatische Steuerungssysteme / Automatisierung
• Steuer- und Schaltgeräte (Hochstrom)
• LED Lichter
• Netzteile & Messgeräte

Materialien für die Herstellung von einschichtigen Leiterplatten

Bei der Herstellung von einschichtigen Leiterplatten Leiterplattenhersteller häufig Glasfaser:

• FR4 1-1,5 mm dick.
• IMS-Karten mit integriertem Kühlkörper.

Konstruktionsmerkmale von einschichtigen Leiterplatten

Single-layer PPs consist of a layered dielectric coated on one side with thin protective material. Often, in the form of a facing material, high-purity electrotechnical copper foil is used. Moreover, the dielectric layer is fiberglass or composite materials impregnated with epoxy/bakelite resin.

As a result of processing (chemical or mechanical), a topology of conductors is created on the side of the dielectric/metal base. Simultaneously, among the common methods for the formation of a conductive pattern (topology), offset printing and a network graphic method have separate techniques for Herstellung von einschichtigen Leiterplatten.

Then, the surface of the topology is covered with layers of solder mask and finish coating, which contribute to:

• effective elimination of the spreading of solder;
• Schutz vor äußeren Einflüssen;
• Erleichterung der Sichtprüfung der Installationsarbeiten.

Einschichtige Leiterplatte Herstellungsverfahren

Die Hauptproduktionsmethode ist eine subtraktive chemische Methode zur Erstellung einer Topologie. In diesem Fall werden die Dielektrika aus der Folie dem Entfernen des Folienmaterials von nicht leitenden Teilen der Platte unterzogen.

Stufen der subtraktiven Produktionsmethode

• Ein Schneiden von technologischen Rohlingen
• Bohren der erforderlichen Löcher und Vorbereiten der Folienoberflächen - Dies wird auch als Desoxidationsschritt bezeichnet
• Üblicherweise Entgraten und Aufbringen des Fotolacks durch Abschirmung auf Bereiche, die keinem weiteren Ätzen unterliegen 
• Das Stadium des Ätzens, Waschen des Fotolacks
• Lötmaske und Decklack
• Kennzeichnung und Qualitätskontrolle

Wichtiger Punkt : Bei der Erstellung einschichtiger hochauflösender Leiterplatten wird das Siebdruckverfahren zum Aufbringen von Fotolack durch das Fotodruckverfahren zum Bilden einer Topologie ersetzt.

PCB-Herstellungskategorien

Die Auswahl und Planung des Leiterplatten-Designs ist insbesondere im Hinblick auf die mechanischen Eigenschaften ein entscheidender Punkt. Gleichzeitig zur Herstellung von einschichtigen Leiterplatten , Leiterplatten -  Hersteller verwenden Materialien von verschiedenen Qualitätsstufen.

Darüber hinaus ist es für den Entwickler am besten und bequemsten, wenn der Hersteller von Leiterplatten in der Nähe ist.

Verwendung von Schichtmaterialien bei der Herstellung von Einzelschichtplatinen

Leiterplattenhersteller bezeichnen Schichtmaterialien mit den Indizes FR (schwer entflammbar, Zündbeständigkeit) und G für die Herstellung von einschichtigen Leiterplatten . Ebenso hat ein Material mit dem Index FR-1 die höchste Brennbarkeit und FR-5 die kleinste.

Grundsätze für die Auswahl vorgefertigter Platten: Preise und Hersteller

Elektronikgeschäfte bieten Kunden eine breite Palette von Herstellung von einschichtigen Leiterplatten . Deshalb ist es beim Kauf wichtig, einige Faktoren zu berücksichtigen:

1. Die Abmessungen der Basis . Im Allgemeinen hängt es von der Anzahl der darauf installierten Elemente ab.
2. Die Anzahl der Schichten, die bei der Herstellung von Fliesen verwendet werden.
3. Vorhandensein von Metalleinsätzen in den Löchern zur Befestigung der Funkelemente.
4. Doppelseitige oder einseitige Zeichnung.
5. Flexible oder starre Basis.

Wir verwenden Herstellung von einschichtigen Leiterplatten .

Zum Beispiel macht es keinen Sinn, für eine bekannte Marke zu viel zu bezahlen, wenn Sie ein einfaches Elektrogerät zusammenbauen müssen. Das billigste Herstellung von einschichtigen Leiterplattenjedoch schnell aus und kann einen Brand verursachen. Bei der Auswahl müssen Sie die Leistung von elektrischen Gleisen und die Integrität der Struktur überprüfen.

Materialien zur Herstellung von Platten

Im Allgemeinen gibt es verschiedene Arten von Materialien, die im Herstellungsprozess für Elektronik verwendet werden:

1. Der Hauptteil der Struktur muss aus dielektrischem Material bestehen. Es kann Glasfaser sein, Genitalien.
2. Die zweite Option zur Herstellung von Platten ist eine Metallbasis, auf die eine dielektrische Schicht aufgebracht wird. Am häufigsten wird eloxiertes Aluminium verwendet.
3. For heat-resistant substrates, Herstellung von einschichtigen Leiterplatten, fluoroplastic is used. It is additionally reinforced with fiberglass. Ceramics are added to the composition to increase mechanical properties.
4. To make flexible tiles, apply kapton.

Materials can be bought at any electronics store.

DIY single layer PCB manufacturing

It is easy to make the base for electrical appliances yourself. To do this, you need to study the Herstellung von einschichtigen Leiterplatten theory, prepare supplies, tools, perform a certain procedure.

For manufacturing you will need:

1. Textolite– must have a layer of foil. It can be double-sided or single-sided. Furthermore, the manufacture of foil material will take a lot of time, it is better to buy a finished tile.
2. Iron, an industrial hairdryer with temperature control.
3. 3D printer.
4. Scissors for metal.
5. Glossy coated photo paper.
6. Toothbrush.
7. Medical alcohol.
8. Fine sandpaper.
9. Adhesive tape, marker.

10.Drilling machine, drill, engraver.

11. Chlorine iron.

Additional tools include a soldering iron, solder, and flux for mounting electronic components.

Single layer pcb manufacturing steps:

1. On the PCB sheet, note the dimensions of the future plate. Cut it with metal scissors.
2. Use fine-size emery paper to sand the sides of the PCB until shine appears. To process the ends to get rid of irregularities.
3. Wet a piece of cloth with alcohol, wipe the plate. You need to work in rubber gloves so as not to get dirty surfaces with greasy fingers. It is very important for a Herstellung von einschichtigen Leiterplatten.
4. Similarly, draw in advance a drawing of future conductive paths on a computer. Calculate connecting nodes, docking points for additional components, jumpers.
5. Print the resulting pattern of conductors on photo paper.
6. Put the printout face down on the text Olite. Connect the iron to the network, wait until it warms up. Similarly, smooth the paper over the hard plate with slow movements. When it starts to turn yellow, remove the iron.
7. Take the board with soldered paper to the washbasin. Lower under running water. Using a toothbrush, wipe off any remaining paper.
8. Place the plate under a bright light to dry.

9-Preparation of the composition for etching- single layer pcb board manufacturing 

You will need ferric chloride, which is sold in powder stores in electronics. Take a container from plastic, pour three parts of water into it, add one part of ferric chloride. Stir the solution thoroughly.

10. Dip the dry board into the finished mixture for etching. Generally, the processing speed of the board is affected by the quality of the reagents, the temperature of the composition, the thickness of the foil layer. To speed up the process, the liquid can be heated.

However, too high a temperature will damage the drawing. In addition, to speed up the process safely, you can attach a motor from the phone to the tank. Light vibrations affect etching.

11. After etching, the board must be washed under running water. Wipe with a cloth soaked in alcohol.
12. The next single layer pcb manufacturing process is drilling.

To do this, it is advisable to use a special machine, engraver or drill. Furthermore, the tool is fixed motionless with a vice so that precise holes can be made. According to the drawing, drilling takes place. After making holes, it is necessary to pass sandpaper on the surface of the board, removing burrs.

13. Tinning of the base 

The board is wetted with medical alcohol. It must be applied with a rag with light movements without clamps. Moisten another rag in the pickling solution. Moreover, lubricate the sides of the board. Heat the solder with a soldering iron, apply it quickly on electric channels.

14. With a fine-grained paper, walk along the sides of the tile.

Tinning is considered an optional step in the manufacture of boards. However, it is made because of several advantages:

1. Increases corrosion resistance.
2. The thickness of the conductive layer increases, due to which the resistance decreases, the efficiency of the board improves.
3. It is easier to solder the radio parts.

Subject to the rules of the work, assembling a makeshift board does not seem like a complicated process. In short, before fixing other parts, it is important to check the conductive patterns.

Common mistakes in single layer pcb manufacturing

When assembling makeshift bases, people make various mistakes. Generally, the most common are:

1. Wrong width of conductive paths.This leads to a loss of voltage, overheating of the conductors, low mechanical strength. Hence, in order not to encounter such problems, it is necessary to make the maximum allowable width of the conductive tracks.
2. Improper power circuit design. Reduces output voltage, large output ripple, interference

instead of constant voltage. Therefore, the solution to this problem is the maximum width of the tracks, the supply capacitor made of ceramic.

3. 3. Grounding problems. Using a conventional conductor of the minimum width. It leads to instability of the working process, overheating of the base. In addition, the solution is to use a separate insulation layer for wiring.
4. A small gap between the copper conductors deposited on the board. Simultaneously, it leads to a violation of the integrity of the base. It is necessary to increase the distance between the conductors to cope with the problem.
5. A large number of connecting holes on one plate. This leads to an increase in the conductive paths, an increase in resistance. Simultaneously, use a maximum of two holes on small plates.

There are other problems. However, they are less popular and require specialist intervention.

Fazit

Remember the following points and keep them in mind when designing and wiring analog circuits.

General:

• think of a circuit board as a component of an electrical circuit
• Simultaneously, have an understanding and understanding of the sources of noise and interference
• model and layout schemes

Single layer pcb manufacturing:

• use pcbs only with quality material (e.g. FR-4)
• Similarly, circuits made on multilayer pcbs are 20 dB less susceptible to external noise than circuits made on two-layer circuit boards
• use divided, non-overlapping polygons for different lands and supplies
• furthermore, Place the ground and power polygons on the inside layers of the circuit board.

Wiring:

• never run wires carrying logic signals through the analog area of ​​the board, and vice versa
• try to avoid the use of unnecessary vias, as their inductance can lead to additional problems
• above all, do not run conductors at right angles and smooth the tops of corners, if possible

Do you want to assemble a single layer pcb board?

Pcbs are the basis of electrical appliances, mechanisms. Similarly, they are soldered to key elements that perform certain functions. Moreover, you can assemble the base with your own hands. To do this, you need to determine where it will be used, draw a drawing, pick up a drawing, perform a certain sequence of actions. Moreover, you can also contact a Herstellung von einschichtigen Leiterplatten company.

Most often, single-sided PCBs use in inexpensive household appliances. Similarly, the disadvantages of Herstellung von einschichtigen Leiterplatten class include the low reliability and weakness of the fastening of elements, which often peel off from the dielectric base of the pcb. So, metalized holes give the structure greater strength.