¿Qué es una PCB de una sola capa?

Al elegir una placa de circuito impreso, el tipo de placa a utilizar depende de la complejidad, la funcionalidad y el coste del diseño del producto electrónico. Uno de los tipos de placa de circuito impreso más básicos y utilizados es la PCB de una sola capa, también conocida como PCB de una sola cara o PCB de una sola capa. Estas placas son cruciales para muchos dispositivos electrónicos sencillos y de bajo coste.

En esta publicación de blog, cubriremos todo sobre las PCB de una sola capa, incluido cómo se fabrican, sus escenarios de uso y en qué se diferencian de las PCB multicapa.

¿Qué es una PCB de una sola capa?

Una PCB monocapa es una placa de circuito con un solo lado del circuito. Este lado suele estar cubierto con una capa de cobre, que se utiliza para conectar componentes electrónicos. No tiene muchas líneas internas como una PCB multicapa y solo puede enrutar señales por un lado. Por lo tanto, la PCB monocapa tiene una estructura simple y un bajo costo. Es especialmente adecuada para algunos productos con funciones básicas y presupuestos limitados.

Construcción de PCB de una sola capa

La PCB de una sola capa se compone principalmente de cuatro capas, que incluyen sustrato, capa conductora, máscara de soldadura y capa de serigrafía.

1. Sustrato:

Esta es la parte inferior de la placa de circuito, similar a una base, que sirve de soporte a toda la placa. Generalmente está hecha de fibra de vidrio (FR-4), que es resistente, aislante y no conductora. Algunas placas más económicas también pueden usar materiales a base de papel como sustrato, pero su rendimiento es menor.

2. Capa conductora:

Se trata de una capa de lámina de cobre adherida al sustrato, que se utiliza para formar las rutas del circuito. Los circuitos se conectan a través de esta capa de cobre. Normalmente, solo un lado de la placa tiene esta capa de cobre, lo que se conoce como "cableado unilateral".

3. Máscara de soldadura:

Se trata de una capa de recubrimiento verde (u otro color) que se aplica sobre el cobre, principalmente para protegerlo del óxido, pero también para evitar cortocircuitos al soldar.

4. Capa de serigrafía:

Esta es la capa superior que se utiliza para imprimir números de componentes, símbolos o logotipos para que usted sepa dónde se debe instalar cada pieza, lo que facilita el ensamblaje y el mantenimiento.

En general, la estructura de cuatro capas permite que la PCB de una sola capa conduzca la electricidad, asegure los componentes y proteja los circuitos de daños. Es la estructura de placa de circuito más común para productos electrónicos sencillos.

Ventajas de las PCB de una sola capa

Las PCB de una sola capa (placas de circuito impreso de una sola cara) ofrecen los siguientes beneficios clave, lo que las hace especialmente adecuadas para aplicaciones simples y sensibles a los costos:

1. Bajo costo

• Ahorro de material:Solo se utiliza una capa de sustrato revestido de cobre, lo que elimina la necesidad de laminación multicapa.

• Fabricación simplificada:Menos procesos (por ejemplo, perforación, grabado) y mayor rendimiento de producción, ideal para producción en masa.

2. Diseño simple

• Diseño sencillo:Todas las trazas están en una capa, lo que evita complicaciones como vías o interferencias entre capas y acorta el tiempo de diseño.

• Reparaciones fáciles:Los componentes y las pistas son claramente visibles, lo que simplifica la resolución de problemas y la soldadura.

3. Producción rápida

Proceso optimizado:Sin alineación de múltiples capas ni pasos de fabricación complejos, lo que permite la creación rápida de prototipos y producción en masa.

4. Alta confiabilidad

Estructura estable:Sin riesgos de fallos de conexión entre capas (por ejemplo, por defectos), adecuado para entornos estables.

5. Ligero y delgado

Solo una capa de sustrato, lo que lo hace ideal para dispositivos sensibles al peso y al grosor (por ejemplo, productos electrónicos de consumo).

6. Ideal para circuitos simples/de baja frecuencia

Adecuado para electrónica básica (por ejemplo, módulos de potencia, placas LED, juguetes) sin problemas de interferencia de señales de alta frecuencia.

Por lo tanto, la fabricación de PCB de una sola capa suele ser la mejor opción para proyectos que priorizan la simplicidad y el bajo costo. No solo satisface las necesidades básicas de conexión eléctrica, sino que también ofrece una excelente relación calidad-precio.

Aplicaciones de las PCB de una sola capa

Las PCB de una sola cara se utilizan ampliamente en una variedad de productos electrónicos de uso diario, especialmente para dispositivos con funciones simples y requisitos de bajo costo.

•  Electrónica de consumo (juguetes, calculadoras)

•  Fuentes de alimentación y controladores LED

•  Controles básicos de automatización

•  Kits educativos (protectores Arduino, alternativas a placas de pruebas)

Consideraciones de diseño de PCB de una sola capa

•  Si bien las PCB de una sola capa son simples, las prácticas de diseño inteligentes garantizan el éxito:

• Minimizar los cruces – Utilice puentes o enrutamiento creativo para evitar superposiciones.

• Optimizar la colocación de componentes – Agrupar piezas relacionadas para reducir la longitud de las trazas.

• Trazas más anchas para alta corriente – Evita el sobrecalentamiento en las rutas de potencia.

• Utilice un plano de tierra – Incluso un relleno de suelo parcial mejora la inmunidad al ruido.

PCB de una sola capa, de dos capas y multicapa

Una PCB de 2 capas tiene capas de cobre en ambos lados de la placa, lo que permite un enrutamiento de circuitos más complejo en comparación con los diseños de una sola capa.

Las PCB multicapa tienen tres o más capas de cobre, que a menudo incluyen capas de señal interna, planos de tierra y planos de potencia.

Tabla de comparación

Conclusión

Aunque muchos productos electrónicos de alta gama utilizan ahora complejas placas de circuito multicapa, la PCB monocapa sigue siendo la opción más común y rentable para circuitos sencillos. Tanto si es principiante como ingeniero experimentado, aprender a usar una buena PCB monocapa puede ayudarle a ahorrar mucho tiempo y dinero, y su función puede satisfacer sus necesidades.