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Quels sont les avantages et les inconvénients de la fabrication de circuits imprimés monocouche?

30/03/2020

Un guide complet pour comprendre le processus de fabrication de PCB monocouche, ses avantages, ses inconvénients et pourquoi c'est important pour vous?

Single layer pcb manufacturing

Actuellement, la fabrication de circuits imprimés monocouche  occupe près d'un tiers du volume de production total de ces conceptions de circuits imprimés, ce qui indique leur excellente compétitivité.

 

Qu'est-ce qu'une carte de circuit imprimé?

Cartes de circuits imprimés - connaissances de base

Single layer pcb manufacturing and suppliers

Aujourd'hui, presque rien ne fonctionne sans la fabrication de circuits imprimés monocouche , ni à la maison, au travail ou dans la production industrielle. Cependant, les utilisateurs sont rarement conscients de ce qui se cache derrière les petits composants qui donnent vie à nos composants électroniques. Toute l'électronique générale dépend fortement fabrication de circuits imprimés monocouche .

Un tel composant spécial est la carte de circuit imprimé, sans laquelle les appareils et composants électroniques ne seraient pas possibles. Pensez simplement à la carte mère du PC.

Généralement, le circuit imprimé est une plaque en un matériau isolant (par exemple une résine époxy) avec des pistes conductrices en cuivre très fines. Les fabricants de circuits imprimés l'équipent de composants électroniques (circuits, diodes, résistances, etc.).

De plus, ceux-ci sont soit connectés d'un côté par de petits trous aux lignes conductrices à l'aide d'une connexion à souder, soit des deux côtés, c'est-à-dire que les pistes et composants conducteurs en cuivre sont situés des deux côtés de la carte de circuit imprimé.

Fabrication de circuits imprimés monocouche - Les cartes de circuits imprimés les plus simples 

Ceci est également connu comme une carte de circuit imprimé unilatérale. En général, il s'agit de la carte de circuit imprimé la plus simple et la plus couramment utilisée dans la plupart des appareils électroniques, car elle est facile à concevoir et à fabriquer. Fabrication de circuits imprimés monocouche  s'accompagne d'une couche de matériau conducteur, souvent du cuivre.

Une couche de masque de soudure protège la carte de circuit imprimé de l'oxydation. De même, une sérigraphie identifie les composants du circuit imprimé. Ce type de PCB est utilisé dans les applications de production de masse à faible coût telles que les imprimantes, les radios et les calculatrices.

Pourquoi un PCB monocouche?

Les circuits imprimés à une seule couche sont des diélectriques économiques revêtus d'un côté d'une couche d'aluminium. Par conséquent, en raison des caractéristiques de conception - la présence d'un dissipateur thermique en métal (par exemple, alliage d'aluminium 1100/5056) et d'une fine couche diélectrique (80-100 microns) - sont utilisés dans les cas où il est nécessaire de créer une chaleur efficace couler de la surface de la planche.

Fabrication de circuits imprimés monocouche Domaine d'utilisation

  • Appareils ménagers
  • Systèmes de contrôle automatique / automatisation
  • Dispositifs de commande et de commutation (courant fort)
  • Lumières LED
  • Alimentations électriques et instruments de mesure

Matériaux utilisés dans la fabrication de circuits imprimés monocouche

Dans la fabrication de circuits imprimés monocouche , les fabricants de circuits imprimés utilisent souvent la fibre de verre:
  • FR4 1-1,5 mm d'épaisseur.
  • Cartes IMS avec dissipateur thermique intégré.

Caractéristiques de conception des circuits imprimés monocouche

Single layer pcb manufacturing and suppliers in china

Les PP monocouches sont constitués d'un diélectrique en couches revêtu d'un côté d'un matériau protecteur mince. Souvent, sous la forme d'un matériau de revêtement, une feuille de cuivre électrotechnique de haute pureté est utilisée. De plus, la couche diélectrique est en fibre de verre ou en matériaux composites imprégnés de résine époxy / bakélite.

À la suite d'un traitement (chimique ou mécanique), une topologie de conducteurs est créée du côté de la base diélectrique / métallique. Simultanément, parmi les procédés courants pour la formation d'un motif conducteur (topologie), l'impression offset et un procédé graphique en réseau ont des techniques distinctes pour la fabrication de circuits imprimés monocouche.

Ensuite, la surface de la topologie est recouverte de couches de masque de soudure et de revêtement de finition, qui contribuent à:

  • élimination efficace de l'étalement de la soudure;
  • protection contre les effets indésirables externes;
  • faciliter l'inspection visuelle des travaux d'installation.

Méthodes de fabrication de circuits imprimés monocouche

La principale méthode de production est une méthode chimique soustractive pour créer une topologie. Dans ce cas, les diélectriques de la feuille sont soumis à l'élimination du matériau de feuille des parties non conductrices de la carte.

Étapes de la méthode de production soustractive

  • Une découpe de flans technologiques
  • Perçage des trous requis et préparation des surfaces de la feuille - Ceci est également appelé étape de désoxydation
  • Généralement, ébavurage et application de la résine photosensible par criblage sur des zones non soumises à une gravure supplémentaire 
  • L'étape de gravure, lavage de la résine photosensible
  • Masque de soudure et couche de finition
  • Etiquetage et contrôle qualité

Point important : lors de la création de circuits imprimés haute résolution monocouche, la méthode de sérigraphie pour l'application de photorésist est remplacée par la méthode de photo-impression de formation d'une topologie.

 

Catégories de fabrication de PCB

La sélection et la planification de la conception de la carte PCB est un point décisif notamment en termes de caractéristiques mécaniques. Simultanément, pour la fabrication de circuits imprimés monocouche , les circuits imprimés utilisent des matériaux de différents niveaux de qualité.

De plus, le plus approprié et le plus pratique pour le développeur sera si le fabricant de circuits imprimés est à proximité.

 

L'utilisation de matériaux en couches dans la fabrication de circuits imprimés monocouche

Les fabricants de circuits imprimés désignent les matériaux stratifiés par les indices FR (ignifuge, résistance à l'inflammation) et G pour la fabrication de circuits imprimés monocouche . De même, un matériau avec l'indice FR-1 a la plus grande combustibilité et FR-5 - le plus petit.

Principes de choix des panneaux prêts à l'emploi: prix et fabricants

Les magasins d'électronique offrent à leurs clients une large gamme de fabrication de circuits imprimés monocouche . C'est pourquoi, lors de l'achat, il est important de prendre en compte certains facteurs:

  1. Les dimensions de la base . Généralement, cela dépend du nombre d'éléments installés dessus.
  2. Le nombre de couches utilisées dans la fabrication des carreaux.
  3. Présence d'inserts métalliques sur les trous de fixation des éléments radio.
  4. Dessin recto-verso ou simple face.
  5. Base flexible ou rigide.

Nous utilisons fabrication de circuits imprimés monocouche à de nombreuses fins.

Par exemple, il ne sert à rien de trop payer pour une marque bien connue si vous devez assembler un simple appareil électrique. Cependant, la fabrication de circuits imprimés monocoucheéchouera rapidement et peut provoquer un incendie. Lors du choix, vous devez vérifier les performances des pistes électriques, l'intégrité de la structure.

Matériaux de fabrication de panneaux

En règle générale, plusieurs types de matériaux sont utilisés dans le processus de fabrication de l'électronique:

  1. La partie principale de la structure doit être en matériau diélectrique. Cela peut être de la fibre de verre, des organes génitaux.
  2. La deuxième option pour la fabrication de cartes est une base métallique sur laquelle une couche diélectrique est appliquée. L'aluminium anodisé est le plus couramment utilisé.
  3. Pour les substrats résistants à la chaleur, la fabrication de circuits imprimés monocouche , du fluoroplastique est utilisé. Il est en outre renforcé de fibre de verre. Des céramiques sont ajoutées à la composition pour augmenter les propriétés mécaniques.
  4. Pour fabriquer des carreaux flexibles, appliquez du kapton.

Les matériaux peuvent être achetés dans n'importe quel magasin d'électronique.

Fabrication de PCB monocouche DIY

Il est facile de fabriquer soi-même la base des appareils électriques. Pour ce faire, vous devez étudier la fabrication de circuits imprimés monocouche , préparer les fournitures, les outils, effectuer une certaine procédure.

Pour la fabrication, vous aurez besoin de:
  1. Textolite - doit avoir une couche de papier d'aluminium. Il peut être recto-verso ou simple face. De plus, la fabrication du matériau en feuille prendra beaucoup de temps, il est préférable d'acheter un carreau fini.
  2. Fer à repasser, un sèche-cheveux industriel avec contrôle de la température.
  3. Imprimante 3D.
  4. Ciseaux pour métal.
  5. Papier photo couché brillant.
  6. Brosse à dents.
  7. Alcool médical.
  8. Papier de verre fin.
  9. Ruban adhésif, marqueur.

10.Machine de forage, perceuse, graveur.

  1. Fer chloré.

Des outils supplémentaires comprennent un fer à souder, une soudure et un flux pour le montage de composants électroniques.

Étapes de fabrication des circuits imprimés monocouche:

  1. Sur la feuille PCB, notez les dimensions de la future plaque. Coupez-le avec des ciseaux en métal.
  2. Utilisez du papier émeri fin pour poncer les côtés du PCB jusqu'à ce que la brillance apparaisse. Traiter les extrémités pour se débarrasser des irrégularités.
  3. Mouillez un morceau de chiffon avec de l'alcool, essuyez la plaque. Vous devez travailler avec des gants en caoutchouc pour ne pas salir les surfaces avec les doigts graisseux. C'est très important pour une fabrication de circuits imprimés monocouche.
  4. De même, dessinez à l'avance un dessin des futurs chemins conducteurs sur un ordinateur. Calculez les nœuds de connexion, les points d'ancrage pour les composants supplémentaires, les cavaliers.
  5. Imprimez le motif de conducteurs résultant sur du papier photo.
  6. Placez l'impression face vers le bas sur le texte Olite. Connectez le fer au réseau, attendez qu'il se réchauffe. De même, lissez le papier sur la plaque dure avec des mouvements lents. Lorsqu'il commence à jaunir, retirez le fer.
  7. Prenez la planche avec du papier soudé dans le lavabo. Abaissez sous l'eau courante. À l'aide d'une brosse à dents, essuyez tout papier restant.
  8. Placer l'assiette sous une lumière vive pour sécher.

9- Préparation de la composition pour la gravure - Fabrication de circuits imprimés monocouche 

Vous aurez besoin de chlorure ferrique, qui est vendu dans les magasins de poudre dans l'électronique. Prenez un récipient en plastique, versez-y trois parties d'eau, ajoutez une partie de chlorure ferrique. Remuez bien la solution.

  1. Trempez la planche sèche dans le mélange fini pour la gravure. Généralement, la vitesse de traitement de la plaque est affectée par la qualité des réactifs, la température de la composition, l'épaisseur de la couche d'aluminium. Pour accélérer le processus, le liquide peut être chauffé.

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Cependant, une température trop élevée endommagera le dessin. De plus, pour accélérer le processus en toute sécurité, vous pouvez connecter un moteur du téléphone au réservoir. Les vibrations lumineuses affectent la gravure.

  1. Après la gravure, la planche doit être lavée sous l'eau courante. Essuyez avec un chiffon imbibé d'alcool.
  2. Le prochain fabrication de circuits imprimés monocouche est le perçage.

Pour ce faire, il est conseillé d'utiliser une machine spéciale, un graveur ou une perceuse. En outre, l'outil est fixé immobile avec un étau de sorte que des trous précis peuvent être réalisés. Selon le dessin, le forage a lieu. Après avoir fait des trous, il est nécessaire de passer du papier de verre sur la surface de la planche, en éliminant les bavures.

  1. Étamage de la base 

La planche est mouillée avec de l'alcool médical. Il doit être appliqué avec un chiffon avec des mouvements légers sans pinces. Humidifiez un autre chiffon dans la solution de décapage. De plus, lubrifiez les côtés de la planche. Chauffez la soudure avec un fer à souder, appliquez-la rapidement sur les canaux électriques.

  1. Avec un papier à grain fin, marchez le long des côtés du carreau.
L'étamage est considéré comme une étape facultative dans la fabrication des planches. Cependant, il est fait en raison de plusieurs avantages:
  1. Augmente la résistance à la corrosion.
  2. L'épaisseur de la couche conductrice augmente, en raison de laquelle la résistance diminue, l'efficacité de la carte s'améliore.
  3. Il est plus facile de souder les pièces de la radio.

Soumis aux règles du travail, l'assemblage d'une planche de fortune ne semble pas être un processus compliqué. En bref, avant de fixer d'autres pièces, il est important de vérifier les motifs conducteurs.

Erreurs courantes dans la fabrication de circuits imprimés monocouche

Lors de l'assemblage de bases de fortune, les gens font diverses erreurs. En général, les plus courants sont:

  1. Mauvaise largeur des chemins conducteurs. Cela entraîne une perte de tension, une surchauffe des conducteurs, une faible résistance mécanique. Par conséquent, pour ne pas rencontrer de tels problèmes, il est nécessaire de réaliser la largeur maximale admissible des pistes conductrices.
  2. Conception incorrecte du circuit d'alimentation . Réduit la tension de sortie, la grande ondulation de sortie, les interférences

au lieu d'une tension constante. Par conséquent, la solution à ce problème est la largeur maximale des pistes, le condensateur d'alimentation en céramique.

  1. 3. Problèmes de mise à la terre . Utilisation d'un conducteur conventionnel de largeur minimale. Cela entraîne une instabilité du processus de travail, une surchauffe de la base. De plus, la solution consiste à utiliser une couche d'isolation séparée pour le câblage.
  2. Un petit espace entre les conducteurs en cuivre déposés sur la carte. Simultanément, cela conduit à une violation de l'intégrité de la base. Il est nécessaire d'augmenter la distance entre les conducteurs pour faire face au problème.
  3. Un grand nombre de trous de connexion sur une plaque. Cela conduit à une augmentation des chemins conducteurs, une augmentation de la résistance. Simultanément, utilisez au maximum deux trous sur de petites plaques.

Il y a d'autres problèmes. Cependant, ils sont moins populaires et nécessitent une intervention spécialisée.

 

Conclusion

N'oubliez pas les points suivants et gardez-les à l'esprit lors de la conception et du câblage des circuits analogiques.

Général:

  • Pensez à une carte de circuit imprimé comme un composant d'un circuit électrique
  • En même temps, avoir une compréhension et une compréhension des sources de bruit et d'interférences
  • modèles et schémas de mise en page

Fabrication de circuits imprimés monocouche:

  • utiliser des circuits imprimés uniquement avec du matériel de qualité (par exemple FR-4)
  • De même, les circuits réalisés sur des circuits imprimés multicouches sont 20 dB moins sensibles au bruit externe que les circuits réalisés sur des circuits imprimés à deux couches
  • utiliser des polygones divisés qui ne se chevauchent pas pour différentes terres et différentes fournitures
  • en outre, placez les polygones de masse et d'alimentation sur les couches intérieures de la carte de circuit imprimé.

Câblage:

  • ne jamais faire passer des fils transportant des signaux logiques à travers la zone analogique de la carte, et vice versa
  • essayez d'éviter l'utilisation de vias inutiles, car leur inductance peut entraîner des problèmes supplémentaires
  • surtout, ne pas faire passer les conducteurs à angle droit et lisser les sommets des coins, si possible

Voulez-vous assembler une carte PCB à une seule couche?

Les circuits imprimés sont à la base des appareils électriques, des mécanismes. De même, ils sont soudés à des éléments clés qui remplissent certaines fonctions. De plus, vous pouvez assembler la base de vos propres mains. Pour ce faire, vous devez déterminer où il sera utilisé, dessiner un dessin, choisir un dessin, effectuer une certaine séquence d'actions. De plus, vous pouvez également contacter une fabrication de circuits imprimés monocouche company.

 

Le plus souvent, les PCB unilatéraux sont utilisés dans les appareils ménagers bon marché. De même, les inconvénients de la fabrication de circuits imprimés monocouche comprennent la faible fiabilité et la faiblesse de la fixation des éléments, qui se détachent souvent de la base diélectrique du circuit imprimé. Ainsi, les trous métallisés confèrent à la structure une plus grande résistance.

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