PCB monocapa (1L)
La placa más simple, más rápida y más económica que existe: cobre en una sola cara, ningún agujero metalizado que conectar. Así se fabrica exactamente una placa monocapa, de qué está hecha, cómo diseñarla bien y qué clases IPC y tolerancias se aplican.
Cobre en una cara, sustrato en la otra
Una placa monocapa tiene cobre conductor en una sola cara del sustrato: la otra cara es FR4 desnudo. Todos los componentes se montan y se sueldan en la cara de cobre; las patillas de los componentes pasantes atraviesan la placa pero terminan en un pad de esa única capa de cobre. No hay una segunda capa de cobre que conectar, así que no existe ningún paso de metalizado de agujeros: es la mayor simplificación de proceso respecto a cualquier otro tipo de placa de este sitio, y es exactamente la razón por la que la monocapa es la opción más rápida y económica de fabricar.
Como todo debe rutarse en un solo plano, es el propio layout el que hace más trabajo: la colocación de los componentes, los puentes de cableado y un diseño de masa pensado sustituyen a una segunda capa o a un plano interno. Es una auténtica disciplina de diseño, no solo «la opción barata», y para una enorme gama de productos es realmente la elección acertada.
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El proceso de fabricación, paso a paso
Cada paso aquí se realiza en una sola cara de cobre: no hay una segunda capa que metalizar, alinear o probar, y eso mantiene cortos los plazos de las placas monocapa.
Preparación del panel
El laminado FR4 revestido de cobre se corta al tamaño del panel y se limpia de aceite, polvo y óxido, para que la fotorresina se adhiera correctamente en el paso siguiente.
Exposición
Se aplica una película de fotorresina sobre el cobre, se expone a luz UV a través del fotolito del circuito y se revela para dejar al descubierto exactamente el dibujo que hay que atacar o proteger.
Ataque químico
El ataque químico elimina todo el cobre sin proteger, dejando solo las pistas del circuito previstas; después se retira la resina restante.
Taladrado
Se taladran los agujeros para las patillas de los componentes y para la fijación. En una placa monocapa son simples agujeros mecánicos sin pared de cobre: no hay una segunda capa a la que un agujero metalizado tuviera que conectarse.
Máscara de soldadura
Se aplica una máscara de soldadura fotosensible líquida sobre la cara de cobre, que después se expone y se revela para dejar libres los pads y los agujeros, protegiendo las pistas.
Serigrafía
Las referencias, las marcas de polaridad y cualquier texto de leyenda necesario se imprimen en la cara de componentes.
Acabado superficial
Se aplica un acabado soldable y resistente a la oxidación sobre cada pad de cobre expuesto, para que la soldadura posterior de los componentes sea fiable.
Fresado de contorno
Las placas individuales se fresan o se recortan del panel de producción según su contorno final.
Prueba eléctrica
Se comprueban la continuidad y el aislamiento red por red: más sencillo que en una placa multicapa, porque solo hay un plano de cobre que comprobar, pero se prueba igualmente cada placa individual.
Control final
Una comprobación final visual y dimensional respecto al plano de fabricación, antes del embalaje.
FR4, espesor de cobre y acabado
El sustrato es FR4 — un tejido de fibra de vidrio unido por una resina epoxi ignífuga, elegido por su resistencia mecánica, su absorción de agua casi nula y su aislamiento eléctrico estable. La temperatura de transición vítrea (Tg) — el punto en el que la resina empieza a reblandecerse — determina el esfuerzo térmico que tolera: una Tg estándar (~130–140 °C) basta para la mayoría de los diseños monocapa de consumo; una Tg más alta solo importa de verdad cuando el montaje calienta más o se prevén más ciclos térmicos.
| Espesor de cobre | Espesor | Uso típico |
|---|---|---|
| 0,5 oz | ≈17,5 µm | Diseños solo de señal de paso fino |
| 1 oz | ≈35 µm | Pistas de señal estándar: el valor por defecto para la mayoría de las placas |
| 2 oz | ≈70 µm | Pistas de potencia, drivers LED: dondequiera que la corriente importe |
Como las placas monocapa son a menudo justo el tipo de diseño de fuente/driver LED que necesita corriente real, el espesor de cobre es una de las pocas elecciones de material que merece decidirse deliberadamente y no por costumbre: cada pista de una placa monocapa es, por definición, una pista de capa exterior, lo que le da aproximadamente el doble de capacidad de corriente por unidad de ancho que una pista enterrada de capa interior de una placa multicapa (según el modelo del factor k de IPC-2221). El acabado superficial es típicamente HASL-LF para los trabajos monocapa sensibles al coste — buena soldabilidad al precio más bajo — con el ENIG como alternativa habitual donde se necesita una superficie más plana o una conservación más larga.
Reglas de layout y DFM para placas monocapa
Una sola capa de cobre significa que es el propio layout el que debe hacer el trabajo que de otro modo haría una segunda capa o un plano interno.
Clases IPC y normas de calidad
Incluso el tipo de placa más simple se cualifica y se inspecciona según el mismo marco IPC que una placa de 6 capas, solo que frente a un conjunto de características más simple.
| Clase IPC-6012 | Uso típico |
|---|---|
| Clase 1 | Productos electrónicos generales: aparatos de consumo de vida limitada, función simple |
| Clase 2 | Electrónica de servicio dedicado: el umbral de facto del sector para la mayoría de las producciones comerciales |
| Clase 3 | Electrónica de alta fiabilidad: médica, militar/aeroespacial, donde el fallo no es una opción |
IPC-A-600 define los criterios de aceptación visuales/dimensionales asociados a cada clase: el estado del material base, la cobertura de la máscara de soldadura, el ancho/la separación de los conductores, el estado de los agujeros no metalizados y de los bordes se juzgan respecto a ella. IPC-2221 es la norma de diseño genérica en la que se basan los cálculos ancho de pista frente a corriente; para el cobre de capa exterior (lo que son siempre las pistas monocapa), su coeficiente de capacidad de corriente es aproximadamente el doble del de una pista de capa interior de una multicapa para la misma sección.
Nuestras especificaciones reales para placas monocapa
Todo lo anterior es práctica general del sector. Esto es lo que fabricamos realmente, en nuestras instalaciones, en Iași.
| Espesor de la placa | 0,51 – 2,4 mm |
| Espesor de cobre | 18 / 35 / 50 / 70 µm |
| Temperatura de transición vítrea (Tg) | 135 °C estándar, 150 °C o 170 °C bajo petición |
| Pista / separación mínima | 0,15 mm / 0,15 mm |
| Taladro mínimo | 0,3 mm (pad de 0,5 mm) |
| Panel máximo (1–2 capas) | 390 × 520 mm |
| Máscara de soldadura | Verde, blanco, negro, rojo, azul, amarillo |
| Acabado superficial | HASL-LF (sin plomo, conforme con RoHS) |
| Pruebas | Prueba eléctrica al 100% (cortocircuitos y circuitos abiertos, flying probe) e inspección AOI en cada placa |
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