单面或双面PCB？

2021-05-20

单面或双面PCB？

从根本上说，单面和双面印刷電(diàn)路板可(kě)达到相同的目的。两者都充当组件之间電(diàn)连接的催化剂，但是存在一些关键區(qū)别，使它们彼此分(fēn)开。更具體(tǐ)地说，它们在与生产和开发过程相关的成本以及载流量方面存在差异。 

相似之处

单面和双面印刷電(diàn)路板具有(yǒu)相同的材料组成：FR-4，它是玻璃纤维与环氧树脂混合而成的一种形式。在现代制造中，通常在其上镀铜以提高导電(diàn)性，然后再涂上阻焊剂以达到专业的效果。有(yǒu)时，在称為(wèi)丝网印刷的过程中，工业打印机也会在板上印刷标记和标签。

但是，现代制造技术并没有(yǒu)永遠(yuǎn)存在。过去，工程师和业余爱好者会通过将设计曝光于電(diàn)路板上，以化學(xué)混合物(wù)的形式手工蚀刻PCB。多(duō)年来，使用(yòng)了几种方法，但是大多(duō)数方法都具有(yǒu)相同的局限性：不可(kě)能(néng)在单个板上蚀刻多(duō)层。这导致電(diàn)路板布局超出了必要的范围，并且通常需要大量的优化工作。

在1960年代，这不是一个问题。大型通孔组件是标准配置，大型電(diàn)路板并非罕见。大型的矩形芯片的边缘带有(yǒu)宽引脚，称為(wèi)DIP封装，可(kě)以在引脚之间布線(xiàn)。通孔中的分(fēn)立元件（如電(diàn)阻器和電(diàn)容器）很(hěn)大，并且有(yǒu)痕迹。组件彼此靠近放置，很(hěn)容易完成较短的走線(xiàn)，从而可(kě)以轻松实现单面布局。

表面贴装元件的出现

但是，1980年代带来了電(diàn)路板领域的根本变化。表面安装组件成為(wèi)電(diàn)气工程师的首选组件。四方扁平封装越来越普遍。表面贴装的分(fēn)立元件使其无法在元件下方布線(xiàn)。越来越小(xiǎo)的電(diàn)路板变得必要。因此，单面PCB变得越来越难以使用(yòng)。这极大地提高了双面制造技术。不再需要在单片铜的范围内工作以将電(diàn)流传送到组件，并且在各层之间钻出的電(diàn)镀孔（称為(wèi)过孔）使轻松切换板的侧面成為(wèi)可(kě)能(néng)。 

双面印刷電(diàn)路板

工程师们决定主要是為(wèi)了方便而转向主要使用(yòng)双面板。当设计约束要求零件必须位于布局的特定部分(fēn)中时，与单层设计相比，工程师对双面布局的反应会容易得多(duō)。

双面板还允许创建大型接地平面和電(diàn)源平面。如果仔细检查電(diàn)路板，可(kě)能(néng)会看到，而不是单独的走線(xiàn)，我们看到的似乎是更大的一块铜的切口。这在诸如電(diàn)磁干扰，散热，電(diàn)路板本身的可(kě)制造性，以及最重要的是，更少的走線(xiàn)等领域提供了无数的好处。

尽管双面布局具有(yǒu)明显的优势，但单面设计仍然出现在当今的几种商(shāng)用(yòng)产品和新(xīn)设计中。成本的关键驱动因素。通常，单面電(diàn)路板的購(gòu)买价格略低，有(yǒu)时交货时间也较短。对于简单设计，这是一个明显的优势。在简单产品的批量生产中，当几分(fēn)钱最重要时，单面板可(kě)以说明成功与失败之间的區(qū)别。同样，出于安全和载流量的原因，要求通过走線(xiàn)的安培数较大的電(diàn)路最适合单面布局。 

应用(yòng)

让我们看一个应用(yòng)示例。假设我们正在生产一个简单的電(diàn)路，该電(diàn)路包含一个LED和一个老式的计时IC，将被放置在定制的3D打印外壳中。在此项目中，我们不在乎组件的放置，并且组件成本极低，因此我们希望PCB的成本尽可(kě)能(néng)低，以达到非常低的最终价格。哪种设计在这种情况下效果最好？显然是单面板。由于单面電(diàn)路板通常更便宜，并且我们的電(diàn)路非常简单，因此选择简单的解决方案是不费吹灰之力的。

另一方面，假设我们正在尝试為(wèi)稍微复杂的電(diàn)路制作電(diàn)路板。我们想设计一个接口板，将其插入台式计算机的USB端口。由于这样的電(diàn)路板很(hěn)可(kě)能(néng)会涉及多(duō)个電(diàn)阻器，電(diàn)容器和IC，因此组件的放置将非常具體(tǐ)。因此，在这种情况下，明显的赢家将是双面设计。我们不仅能(néng)够跳線(xiàn)并在物(wù)理(lǐ)组件下布線(xiàn)，而且这种做法可(kě)能(néng)会使价格下降。我们的设计将更加紧凑，并且组件可(kě)以更紧密地组装在一起，从而使总體(tǐ)生产成本更低。由于更多(duō)的板子可(kě)以装在一块板上同时进行组装，所以我们的制造工厂将减少我们的费用(yòng)，并且由于我们的机柜所用(yòng)材料更少，我们的相关采購(gòu)或制造成本将会降低。由于尺寸较小(xiǎo)，我们的运输成本会更低。清单不胜枚举。 

概括

本质上，单面和双面印刷電(diàn)路板都可(kě)以达到相同的目的。但是，在现代时代，它们的用(yòng)法有(yǒu)所不同。尽管两者目前仍在使用(yòng)，但我们发现单面板的用(yòng)途越来越少。尽管这将是可(kě)悲的告别心爱的单面板在未来，抛光外观和双面印刷電(diàn)路板的便利是一个比合适的替代者。