簡化卻精細:單面 PCB 設計
1 分鐘
印刷電路板(PCB)是極為關鍵的電子元件,既是電子裝置的支撐結構,也是電子元件間電氣連接的載體。自1925年問世以來,印刷電路板不斷演進,佈局日益精細、層數更多、結構更複雜。然而,即便在這些進步之中,最基本的形式——單面PCB——仍廣泛應用於收音機、洗衣機、遙控器等各種工業產品。
單面PCB的結構
傳統 FR4 單面PCB包含一側銅箔、一側 防焊層,以及兩面絲印(依客戶設計而定)。由於單面板製程中省略電鍍步驟,孔壁無銅(注意:板厚0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm與2.0 mm預設以雙面板生產,以最大化板材利用率,這些板厚的導通孔會有電鍍銅)。
單面PCB的焊接
受限於僅單面佈線的結構,焊接只能在該面裸露的焊墊上進行。依元件結構不同,衍生出兩種焊接方式:
1. 同面焊接
元件本體與電路位於同一側,常用於SMT元件焊接。
2. 對側焊接
元件本體與電路分屬兩側,常見於插件元件焊接。
工程檔案設計
實際設計時,完整的PCB需分層繪製。
以雙面板為例,設計於頂層的圖案可直接觀看(例如頂層文字正向顯示);反之,底層圖案具有鏡像效果:若在底層設計文字且於設計軟體中看起來是正的,實際板子上的文字會因鏡像而左右相反(因為實體板是從另一側觀看)。
電路層亦然。單面板若在底層繪製線路,因鏡像關係,實板需從正面透光觀看,才能與底層線路設計相符(如下圖)。
工廠生產特點
實際生產時,為避免毛刺與銅絲,工廠會將底層線路鏡像後用於頂層生產(鏡像生產不影響客戶原始設計結構)。如此可讓鑽頭先穿透頂層銅箔,下方基材提供支撐,銅箔可被乾淨鑽穿;若銅面朝下鑽孔,則易產生大量毛刺與銅絲。
特別注意
1. 單面 鋁基板 具導電鋁基底,不適合進行元件焊接(焊接可能導致短路)。
2. 單面鋁基板通常僅在銅面印製絲印,不建議於鋁面印字,以免難以辨識。
結論
總結而言,單面PCB設計簡單,但須留意線路所在層面與焊接面,避免意外產生鏡像設計。
持續學習
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