capa simple vs PCB de doble capa?

De un solo lado y de dos lados es una cuestión de enrutamiento y conveniencia de diseño (así como una mejor calidad de implementación del circuito) al costo de un proceso de fabricación más complicado. Esta diferencia en complejidad ha desaparecido en gran medida en el mundo fabuloso comercial y los tableros de una sola capa prácticamente no tienen diferencia de precio con los tableros de doble capa. Puede realizar una serie de unas cuantas tablas de 2 capas razonables con un plazo de entrega de 2 semanas, con capacidades bastante decentes (8 mil huellas de agujeros de 12 mil) en un gran número de casas de juntas en estos días por menos de $ 100 USD.

Si un aficionado o estudiante se encuentra haciendo rutas complicadas o más de un puñado de saltadores para lograr el diseño en una capa, un diseño de dos capas puede valer su tiempo. Le brinda flexibilidad en el enrutamiento y más espacio de respiración para cosas como las conexiones a tierra adecuadas y el desacoplamiento y otras consideraciones eléctricas. Sin embargo, todo esto se basa en lo complejo que es su circuito, si se ajusta a la capa, entonces quédese con eso.

No estoy de acuerdo con la otra respuesta, ya que es bastante sencillo para un aficionado hacer pequeñas tiradas de tableros de doble capa con algunas herramientas básicas y una buena cantidad de cuidado. Las consideraciones de diseño para que estas tablas sean exitosas en el hogar es evitar las curvas de 90 grados y atenerse a las huellas de 60mil hasta que pueda verificar sus capacidades de fabricación en el hogar.

tools

• Herramienta de taladrar o dremel (está bien para tablas más pequeñas) con brocas pequeñas (1/16 "y menos)
• Luz UV fuerte para exponer la fotoprotección (verifique con el kit la mejor dureza para la exposición)
• Contenedores de servicio pesado para grabado
• Impresora láser decente para imprimir las plantillas.
• Perforador y martillo para registro
• Dark Box (puede estar hecho de cartón y cortina gruesa) para la exposición a los rayos UV.

El proceso básico es la fotolitografía con un PCB tratado con fotoprotección (que se vende como un kit, generalmente con productos químicos incluidos en el precio) y una plantilla de diseño de PCB impresa en transparencia con una buena impresora láser.

procedure

1. Diseñe orificios de registro en su diseño, 1/16 "diam pad o algo así. Estos paneles se utilizarán para alinear su tablero en ambos lados con el diseño para la fotolitografía
2. Los stenncils de la placa se imprimen en una impresora láser con una configuración de ppp alta. Pueden ser necesarias varias hojas apiladas, cuantas más hojas, más intensa sea la luz UV que necesita. Asegúrese de realizar un seguimiento de la duplicación. Asegúrese de tener suficientes hojas (u configuración de impresora lo suficientemente oscura) para bloquear completamente la luz donde se encuentran sus huellas)
3. Use un punzón de orificio afilado para perforar la impresión en los orificios de registro, use cinta adhesiva de doble cara para pegar un diseño a un lado de su tablero. Perfore a través de los orificios perforados y a través del tablero, teniendo cuidado de no doblar el tablero y use una abrazadera resistente para mantener el nivel del tablero (una máquina fresadora bien cuidada funciona muy bien para este proceso).
4. use un clavo / chincheta u otra clavija para alinear la otra plantilla lateral, con una cinta de doble cara.
5. Coloque el kit ensamblado en la caja oscura y verifique que la luz UV esté cubriendo uniformemente el área donde estará la tabla (se puede sostener en cualquier soporte pequeño).
6. Retire la plantilla de PCB de un lado y pele la capa protectora en el fotorresistente (siga las instrucciones del kit para el cebado, ya que varían). Vuelva a colocar la plantilla en las clavijas y colóquela en la caja oscura para la exposición
7. Después del tiempo especificado para el kit (generalmente unos minutos), repita el procedimiento con el otro lado
8. Después de la hora correcta, continúe con el desarrollo (empapado en un tipo de producto químico) utilizando un contenedor de alta resistencia.
9. Siguiendo las instrucciones del kit, lave su desarrollador del tablero y continúe con el grabado.
10. Después de grabar y limpiar, taladre cuidadosamente sus vías con agujeros de 1/16. Rellene las vías que son vías de puente (sin componentes) con alambre (pobre a través del revestimiento), el extremo de una resistencia TH funciona bien. Lata las huellas con soldadura sin plomo limpia con removedor de flujo.

La precisión que puede lograrse con este método depende principalmente de la oscuridad con la que pueda obtener sus plantillas de photomask. La refracción en los bordes provoca una mancha que reduce un poco las trazas. La alineación depende en gran medida de la calidad de la impresión y la perforación. Las vías de 1/8 "con orificios de 1/16" e incluso unos pocos trazos de señal de 20 mil son alcanzables con la impresora de oficina básica. El otro factor limitante es la cantidad de tiempo empleado en el grabado, el tiempo de exposición incorrecto o la plantilla excesivamente gruesa dejarán algo de fotorresistencia en las áreas grabadas, lo que requerirá más tiempo para el grabado y una mayor probabilidad de que el grabador pase a través del fotoprotector en sus trazas.

El registro es clave y es en gran medida una cuestión de cuidado con el que monta, perfora y maneja el PCB antes de la exposición.

Los PCB de doble cara son muy difíciles de hacer para un aficionado. Así que quédate con un solo lado. Obviamente, tendrá que hacerlo lo suficientemente grande como para que quepan todos los componentes y espacio para los rastros.

Con el diseño de doble cara, el diseño es más fácil porque si se cruzan dos trazas, puedes extender una traza debajo del tablero, cruzar la traza en conflicto en la parte superior y luego hacer que reaparezca en la parte superior.

Pero puedes hacer lo mismo con una tabla de un solo lado. Enrute la traza hasta la traza en conflicto y agregue una vía. Haga lo mismo para el otro lado, donde la traza original comienza de nuevo. Luego, coloque un trozo de cable entre las dos vías en el lado opuesto de la PCB. Puede ser de calibre bastante pequeño y no necesita estar aislado, a menos que exista la posibilidad de que sea corto.

Si solo está utilizando a través de piezas, entonces puede poner todas las trazas en la parte inferior y los componentes en la parte superior, en un escenario de lado de componente tradicional (lado superior), lado de soldadura (parte inferior). En este caso, los puentes que mencioné aparecerán en la parte superior, junto con los componentes.

Aquí hay un ejemplo; note los saltadores rojos y verdes:

Sin embargo, si alguna de las piezas se monta en superficie, incluido el módulo Bluetooth en su caso, entonces tiene dos opciones. Una es mantener el mismo lado de componente / lado de soldadura que antes, excepto que coloque todos los componentes de montaje en superficie en la parte inferior donde están los rastros, ya que no pasan por el tablero. En este caso, los puentes a los que me he referido todavía aparecerán en la parte superior, junto con los componentes.components a través del orificio.

Si no puede hacer eso por alguna razón, las huellas deben estar en la parte superior junto con todos los componentes para que pueda soldar a los componentes de montaje en superficie. Esto hará que sea más difícil soldar los componentes del orificio pasante, ya que tendrá que hacerlo en la parte superior ya que no habrá una almohadilla en la parte inferior. En este caso, los puentes que mencioné aparecerán en la parte inferior. Pero esta es, con mucho, una situación menos ideal.

¿PCB simple o doble cara? Todo depende.

Los diseños de PCB de un solo lado tienden a ser más difíciles de enrutar, pero podría valer la pena. Hay muchas razones por las que elegirías poner ese esfuerzo en:

1) Eres un aficionado que hace tablas en casa. Producir un PCB de una cara en el hogar es mucho más fácil que hacerlo en dos caras.

2) Usted es un fabricante que intenta mantener sus costos bajos. Tener PCB de una sola cara en volúmenes cuesta menos de la mitad de lo que cuestan las placas de doble cara.

Soy parte de una pequeña empresa que se dedica al diseño y la fabricación de productos electrónicos industriales personalizados desde 1984. Antes de aproximadamente 15 años, solíamos hacer nuestros propios prototipos de PCB hasta hace unos 15 años. En términos generales, llevaría entre 1 y 2 días producir hasta 50 o 60 tablas: cortar la tabla, limpiar, sensibilizar con foto-resistir, exponer, revelar, grabar, pelar, perforar.

Tratamos de mantener los diseños de un solo lado si es posible. Fue mucho más fácil que hacer tableros de doble cara.

Avance rápido hasta hoy y las cosas son algo diferentes. Tenemos muchos clientes que nos compran productos a nivel de junta en cantidades que van desde aproximadamente 50 por año hasta 11 o 12 mil unidades por año. Nuestros tableros prototipo provienen de AP Circuits en Calgary, AB, Canadá. Relativamente caro, pero recibimos los tableros 2 días después de enviar los archivos Gerber.

Con APC, no hay ninguna diferencia de costo entre una PCB de una o dos caras. Tratan a todas las tablas como si fueran de doble cara y eso es todo.

Los tableros de producción son una historia completamente diferente. Ahora tenemos casi todos nuestros tableros pelados de producción en China. Nuestros proveedores de PCB tardaron mucho tiempo en encontrar y calificar. La calidad es extremadamente importante para nosotros y para nuestros clientes, y hay un LOTE de proveedores de PCB que fabrican PCB que no siempre son de alta calidad. / p>

Esos fabricantes chinos de PCB DO se cargan de manera diferente para PCB de una cara y de doble cara. Los PCB de una cara cuestan menos de la mitad de los PCB de doble cara equivalentes. Esta diferencia de costo se reduce cuando se toma en cuenta el costo del envío, pero los ahorros para el diseño con PCB de un solo lado siguen siendo significativos.

Como resultado, casi todos los controles HVAC que construimos utilizan placas de circuito de un solo lado. Nuestros clientes siempre intentan que reduzcamos los costos siempre que sea posible y al mismo tiempo mantenemos la máxima calidad.

Y estas tablas SON confiables. Hay cientos de miles de nuestros productos de nivel de tablero en uso en todo el mundo, en algún lugar entre el 50% y el 75% son paneles de un solo lado. Los pocos días adicionales de tiempo de diseño del diseño que se tardaron en hacer que el diseño funcionara en un tablero de un solo lado bien valieron la pena el esfuerzo.

Sí, puedes usar PCB de una sola cara para eso si lo haces con las manos, es decir, dibujar el circuito en el tablero de cobre y usar FECL3 y esas cosas. Como lo mencionaron las personas arriba, es difícil aplicar técnicas similares para hacer dos. cara PCB.

Las máquinas PCB profesionales no son tan simples como usted indicó, por lo que una razón para usar una PCB de doble cara es simplificar el proceso denominado enrutamiento (conectar componentes con cobre). Cuando tiene muchos componentes en la PCB, la posibilidad de que dos cables (redes) se cortocircuiten entre sí es alta. Por lo tanto, para evitar dicha complicación, el enrutamiento restante se realiza en la otra capa, normalmente la parte inferior, lo que garantiza un PCB exitoso.

Hay muchos pros y contras al diseñar 2 y multicapa. Considere los siguientes puntos

1. ¿Su tablero tiene una mayoría de componentes a través de orificios? Si es así, es una ventaja tener una placa de 1 capa ya que la soldadura (ola) de una sola capa a través de los orificios es bastante rápida. Pero el ensamblaje (colocación de componentes) consume mucho tiempo.
2. ¿Su tablero se hunde o genera mucha corriente? En otras palabras, su tablero está suministrando corriente a otros esclavos / complementos / escudos o actúa como un conducto para algunos, entonces ayuda tener un tablero de 2 capas con la capa inferior (e incluso las áreas superiores) como un depósito de cobre GND.
3. Un punto muy importante es la complejidad (en términos de bienes inmuebles de la junta). Si su tablero está densamente poblado, entonces tiene sentido tener algunos de ellos en el lado inferior. Le recomendaría que coloque algunas secciones (por ejemplo, SMPS para, por ejemplo) en la capa inferior. Esto ayudará a aislar partes analógicas y digitales.
4. La soldadura de tableros de 2 capas es más tediosa, incluso si se hace con una máquina de recoger y colocar. Como en cualquier momento dado, la máquina puede servir solo 1 capa. Pero, por supuesto, es más rápido que el manual.

Con respecto a su duda específica sobre el uso de 2 capas al usar un IC, no es una regla difícil y rápida. Depende principalmente del paquete y de los periféricos (del microcontrolador) que necesita. A medida que la complejidad de la MCU aumenta, solo está disponible en SMD. Pero los PIC inferiores y los 8051 sí llegan a través de los agujeros (y muchos otros).

En cuanto a su segunda duda de tener muchos complementos. De nuevo, no es una regla del pulgar. Por supuesto, cuando tenga muchos complementos de este tipo, necesitarán más poder. - Si los proporciona a través de su tarjeta, debe asegurarse de que su tarjeta pueda hacerlo. Esto significa que necesita pistas Vcc y GND lo suficientemente gruesas (GND y Vcc son mejores). Si no puede cambiar el tamaño de la placa y si el tamaño de la placa limita la colocación de pistas más gruesas, es mejor ir a 2 capas y enrutar Vcc y GND a través de la capa inferior.

Es evidente que es demasiado tarde para el proyecto de clase de OP, pero para cualquier otra persona en una situación similar, recomendaría un solo lado con saltadores. Si todos los puentes son paralelos entre sí y en su mayoría perpendiculares a las trazas en el revestimiento de cobre, si suelda bien, y si el circuito hace lo que debe, debe obtener marcas decentes. La construcción similar de un solo lado a través del orificio sigue siendo bastante común en los bienes de consumo donde el tamaño no es una restricción.