PCB monostrato (circuito stampato a strato singolo) e doppio strato PCB (scheda a circuito stampato a doppio strato) sono due tipi di substrato comuni utilizzati in montaggio elettronico.
Differiscono in modo significativo nella struttura, nel design, nel processo di produzione e nell'applicazione. Le differenze tra questi due PCB verranno introdotte in dettaglio di seguito.
PCB a strato singolo
La struttura
Un PCB a strato singolo è il tipo più semplice di circuito stampato, con un solo strato di materiale conduttivo (solitamente rame) su un materiale di base isolante (come la fibra di vetro FR4). Questo strato di materiale conduttivo può essere inciso nello schema circuitale desiderato. I PCB a strato singolo in genere hanno un solo strato conduttivo, quindi i circuiti possono estendersi solo su un piano.
DESIGN
Il design del PCB a strato singolo è relativamente semplice e adatto all'assemblaggio di circuiti semplici e di un numero limitato di componenti. Con un solo strato conduttivo, l'instradamento può essere limitato, soprattutto nei circuiti complessi che richiedono il cablaggio incrociato.
Processo produttivo
Il processo di produzione del PCB a strato singolo è relativamente semplice e solitamente comprende le seguenti fasi:
- Preparazione del supporto: Selezionare il supporto isolante appropriato.
- Posa strato conduttivo: Posa di uno strato di materiale conduttivo (ad esempio rame) sul materiale di base.
- Esposizione e incisione: utilizzare la fotolitografia per trasferire il modello del circuito sullo strato conduttivo, quindi rimuovere le parti indesiderate mediante incisione.
- Foratura e trattamento superficiale: praticare i fori necessari per montare i componenti e trattare la superficie dello strato conduttivo per migliorare la conduttività.
applicazione
I PCB a strato singolo vengono solitamente utilizzati per dispositivi elettronici semplici come interruttori, sensori, piccole lampade, ecc. Sono anche comunemente usati nelle fasi di prototipazione e test perché sono economici da produrre e consentono una rapida iterazione della progettazione.
PCB a doppio strato
La struttura
Un PCB a doppio strato contiene due strati di materiale conduttivo (solitamente rame) su entrambi i lati di un materiale di base isolante. I due strati di materiale conduttivo sono collegati tramite fori passanti conduttivi per formare un circuito. La struttura del PCB a doppio strato consente l'espansione del circuito sia in direzione orizzontale che verticale, aumentando così la flessibilità di progettazione.
DESIGN
I PCB a doppio strato sono più complessi da progettare rispetto ai PCB a strato singolo perché supportano più routing e connessioni di componenti. I progettisti possono utilizzare due strati conduttivi per ottimizzare il routing, ridurre la diafonia e migliorare le prestazioni del circuito. Inoltre, i PCB a doppio strato supportano anche progetti di circuiti più complessi, come componenti impilati multistrato e cablaggi più densi.
Processo produttivo
Il processo di produzione del PCB a doppio strato è più complicato del PCB a strato singolo e comprende i seguenti passaggi:
- Preparazione del supporto: Selezionare il supporto isolante appropriato.
- Posa dello strato conduttivo: posare uno strato di materiale conduttivo (come il rame) su entrambi i lati del materiale di base.
- Esposizione e incisione: utilizza la tecnologia della fotolitografia per creare modelli di circuiti sugli strati conduttivi su entrambi i lati.
- Produzione di fori passanti conduttivi: i fori passanti conduttivi vengono realizzati dove due strati conduttivi devono essere collegati.
- Saldatura dei componenti e trattamento superficiale: installare i componenti ed eseguire la saldatura e il trattamento superficiale necessari.
applicazione
I PCB a doppio strato sono ampiamente utilizzati in vari dispositivi elettronici, in particolare quelli che richiedono circuiti più complessi e più componenti. Si trovano comunemente nell'elettronica di consumo, nelle apparecchiature di comunicazione, nell'hardware dei computer e altro ancora. I PCB a doppio strato offrono maggiore flessibilità di progettazione e prestazioni, consentendo la realizzazione di dispositivi elettronici più complessi.
Confronto tra PCB a strato singolo e PCB a doppio strato
1. Performance
I PCB a doppio strato generalmente offrono prestazioni più elevate perché supportano progetti di circuiti più complessi e un routing più denso. Il PCB a doppio strato può fornire migliori prestazioni elettriche e una maggiore velocità di trasmissione del segnale ed è adatto per applicazioni di trasmissione dati ad alta velocità e operazioni logiche complesse.
2. Costo
Il costo di produzione dei PCB a strato singolo è solitamente inferiore a quello dei PCB a doppio strato perché la loro struttura e il processo di produzione sono relativamente semplici. Tuttavia, poiché la richiesta di prestazioni e complessità di progettazione nei dispositivi elettronici continua ad aumentare, i PCB a doppio strato sono diventati una scelta necessaria in molte applicazioni.
3. Flessibilità progettuale
I PCB a doppio strato offrono una maggiore flessibilità di progettazione poiché consentono l'espansione del circuito sia in direzione orizzontale che verticale. Ciò consente ai progettisti di utilizzare lo spazio in modo più efficiente, ottimizzare il routing, ridurre le interferenze incrociate e consentire progettazioni di circuiti più complessi.
4. Ambito di applicazione
I PCB a strato singolo sono adatti per dispositivi elettronici semplici e per la prototipazione, mentre i PCB a doppio strato sono ampiamente utilizzati nei dispositivi elettronici che richiedono circuiti più complessi e più componenti. Il PCB a doppio strato ha una gamma più ampia di applicazioni, tra cui elettronica di consumo, apparecchiature di comunicazione, hardware per computer e altri campi.
Per riassumere, ci sono differenze significative tra PCB a strato singolo e PCB a doppio strato in termini di struttura, design, processo di produzione e applicazione. Il PCB a strato singolo è adatto per circuiti semplici e per l'assemblaggio di un numero limitato di componenti. Ha costi di produzione bassi ma flessibilità di progettazione limitata. I PCB a doppio strato offrono flessibilità di progettazione e prestazioni più elevate e sono adatti per dispositivi elettronici più complessi. Quando si seleziona un tipo di PCB, le decisioni devono essere prese in base alle esigenze applicative specifiche e ai requisiti prestazionali.