Un PCB FR4 monolatero (PCB a faccia singola) ha un unico strato di rame su un substrato FR4. È la scelta più economica per l'elettronica analogica semplice, alimentazione, illuminazione e didattica. Questa guida spiega le specifiche principali, le tolleranze di produzione e le regole di progettazione in modo da poter decidere quando una scheda a faccia singola offre il miglior valore – e quando passare a un PCB FR4 doppia faccia.
Specifiche Tecniche Principali
Le schede FR4 a faccia singola sono semplici, ma buoni risultati ingegneristici si basano ancora su dati del materiale e tolleranze realistiche.
Materiale FR4 (Tipico)
- Costante dielettrica (Dk): 4,2–4,8 @ 1 MHz
- Fattore di dissipazione (Df): ~0,02 @ 1 MHz
- Temperatura di transizione vetrosa (Tg): 130–140 °C (standard); 170 °C+ disponibile
- Conducibilità termica: ~0,3–0,4 W/m·K
- Assorbimento di umidità: < 0,15%
Lamina di Rame
- Spessore comune: 1 oz (≈35 µm); 2 oz (≈70 µm) opzionale
- Conducibilità: ~5,8 × 10^7 S/m
- Resistenza allo strappo: ≥ 1,5 N/mm (preparazione e polimerizzazione adeguate)
Tolleranze di Produzione (Capacità Tipica)
| Parametro | Standard | Precisione |
|---|---|---|
| Sagoma scheda | ±0,20 mm | ±0,10 mm |
| Diametro foro | ±0,10 mm | ±0,05 mm |
| Posizione foro | ±0,15 mm | ±0,08 mm |
| Larghezza traccia | ±20% | ±10% |
| Spessore rame | ±10% | ±5% |
Considerazioni e Limitazioni di Progettazione
Portata di Corrente & Termica
Utilizzare la metodologia IPC-2152 (o il proprio calcolatore preferito) per dimensionare le tracce con adeguati margini di aumento di temperatura. Linee guida pratiche:
- Rame più spesso (es. 2 oz) supporta correnti più elevate e riduce l'aumento di temperatura.
- Tracce più larghe su un singolo strato sono semplici – nessun vincolo di via.
- Applicare piazzole di rame per migliorare la dispersione del calore; considerare la derating ambientale e il flusso d'aria.
Strategie di Instradamento (Nessun Secondo Strato)
- Soluzioni con ponticello: Resistori da 0 ohm o fili jumper per incrociare le tracce quando necessario.
- Prima il posizionamento: Raggruppare circuiti correlati per minimizzare incroci e lunghezza delle tracce.
- Componente come ponte: I corpi possono aiutare a "scavalcare" tratti corti nelle sezioni a bassa tensione.
- Aree di rispetto: Pianificare aree di rispetto attorno agli elementi meccanici e alle piazzole THT larghe per evitare punti critici.
EMI & Messa a Terra
- Privilegiare percorsi di ritorno corti e messe a terra a stella per le sezioni analogiche.
- Per alimentatori switching o clock, mantenere le anse strette; se i margini di rumore sono stretti o la frequenza > ~10 MHz, considerare di passare a un PCB FR4 doppia faccia o PCB FR4 multistrato.
Vantaggi di Costo della Produzione di PCB FR4 Monolatero
Un PCB FR4 monolatero è l'opzione più conveniente per progetti semplici e di complessità da bassa a media. Il suo processo di produzione elimina i molteplici passaggi di laminazione e allineamento richiesti per i circuiti multistrato, risultando in costi di attrezzatura e produzione inferiori.
Perché i PCB FR4 Monolatero sono più Economici
- Nessuna registrazione interstrato – Un solo strato di rame semplifica l'imaging e l'esposizione.
- Migliore utilizzazione del pannello – Un layout efficiente riduce gli sprechi di materiale e migliora la resa.
- Flusso di processo più semplice – Meno fasi produttive significano tempi di consegna più rapidi e tempi di setup ridotti.
- Costo di attrezzatura inferiore – I pannelli a faccia singola richiedono un minimo di foratura e dispositivi di allineamento.
Riducendo sia la complessità del processo che il tempo di ciclo, i PCB FR4 monolatero offrono un eccellente equilibrio costo-prestazioni per circuiti di potenza, schede LED e sistemi di controllo basici.
Flusso di Processo Standard
- Preparazione materiale: Foglio FR4 con lamina di rame
- Foratura: Fori passanti e caratteristiche di montaggio
- Imaging: Applicazione fotoresist & esposizione
- Incisions: Modellare il rame per formare i circuiti
- Maschera saldante: Applicare colore (es. PCB FR4 nero o altro)
- Serigrafia: Marchi di riferimento e polarità
- Finitura: HASL, ENIG o OSP secondo le esigenze di progetto
- Sagomatura/Depaneling: CNC o V-score secondo necessità
- Collaudo: Verifica elettrica (sonda volante/attrezzatura)
Perché Scegliere HILPCB per la Produzione di PCB Monolatero
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- Risultati consistenti – Che sia un pannello o mille, la tonalità del colore, lo spessore del rame e l'allineamento della maschera saldante rimangono uniformi.
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FAQ: PCB FR4 Monolatero
D1: Come dimensiono le tracce per la corrente su una scheda a faccia singola? Usa un calcolatore basato su IPC-2152 con il tuo aumento di temperatura consentito, peso del rame e ambiente. In caso di dubbio, aumenta la larghezza o passa a rame 2 oz.
D2: Posso utilizzare SMD a passo fine su PCB a faccia singola? Sì, entro limiti ragionevoli. Controlla la traccia/distanza min. sopra e mantieni i net critici corti. Se il routing diventa congestionato, passa a una doppia faccia.
D3: Quale finitura superficiale è la migliore? HASL è conveniente; ENIG offre pad piatti e una migliore resistenza alla corrosione per il passo fine o lo stoccaggio lungo; OSP è buono per il budget e RoHS.
D4: HILPCB può abbinare il colore del mio brand? Sì. Supportiamo colori personalizzati per la maschera saldante oltre a tutte le opzioni standard. Fornisci un riferimento Pantone per garantire la coerenza tra i lotti.