Baskı Devre Kartı (PCB) Nedir?

Günümüz elektronik cihazlarının olmazsa olmazı baskılı devre kartları yani PCB'ler geleneksel kablolu devrelere kıyasla birçok avantaj sunuyor. Bu yazımızda baskılı devre kartının ne olduğundan başlayarak yapısına kadar birçok detayı ele aldık.

A- A+

06.03.2021 tarihli yazı 33040 kez okunmuştur.

Baskılı devre kartı ya da daha bilinen adıyla PCB, elektronik bileşenleri bir arada tutan bir parça işlevi görmektedir. Aynı zamanda bu bileşenlerin elektriksel olarak birbirine bağlanmalarını sağlamaktadır. Bir başka deyişle PCB, bileşenlere ve iletkenlere sahip elektriksel devre gibi davranan mekanik bir yapıdır. PCB'ler modern elektronik cihazlarının olmazsa olmazıdır diyebilriiz. Baskılı devre kartlarında birçok katman bulunuyor. Bu katmanların yapı malzemeleri de birbirinden farklıdır. Bugün akıllı saatlerdeki 6 katmanlı kartlardan, süper bilgisayar ve sunuculardaki 60 katmanlı kartlara, garaj kapısını açtığımız tek katmanlı kartlara varana dek bütün cihazların temelinde baskılı devre kartları bulunuyor. Karmaşık cihazlarda bulunan diğer elektronik bileşenler de PCB'lerin üzerine monte edilmektedir. PCB`ler yapıldığı malzemeye göre değişen özelliklere sahiptir. Bu yazımızda genel olarak PCB nedir, avantajları nelerdir, yapısı nasıldır, üretimi nasıl yapılıyor gibi konulara eğileceğiz.

Şekil 1: Baskılı Devre Kartı (PCB)

►İlginizi çekebilir: Baskılı Devre Kartlarının Tasarımı 1 | Elektrikport Akademi

Baskılı Devre Kartı Avantajları ve Kullanım Alanları

PCB’ler geleneksel kablolu devrelere nazaran birçok avantaj sunmaktadır. PCB'lerin Dayanıklılığı, daha az ısınması, kablo kullanımı oldukça minimalize etmesi gibi mekanik avantajları bulunuyor. Baskılı devre kartlarının montajı geleneksel devrelere göre daha basittir ve mühendislik uygulamalarını daha kolay ve özgürce tasarlama imkanı sunmaktadır. Ayrıca devre elemanlarını sadeleştirmesi sayesinde elektronik cihazların boyutlarını da azaltmaktadır. Bakım ve onarımının kolaylığı, yüksek frekanslı devrelerdeki elektriksel gürültüyü azaltması gibi avantajları da bulunuyor. PCB kullanımı ile elektronik cihazların seri üretimleri de önemli ölçüde hızlanmıştır.

Şekil 2: Evde Yapabileceğiniz PCB Tabanlı Bir Drone

►İlginizi çekebilir: Prototip PCB Tasarımı için 4 Adım

Baskılı devre kartı uygulamaları birçok avantajı nedeniyle her alanda karşımıza çıkmaktadır. Örnek vermek gerekirse sağlık sektöründe kullanılan işitme cihazları, kalp pilleri gibi cihazlar PCB barındırmaktadır. Bir başka sektör olan askeri alanda ise modern silahlar, araçlar ve hedefleme, robotik gibi elektronik sistemlerde de PCB kullanımı mevcuttur. PCB uygulamaları endüstriyel ve ticari elektronikte de karşımıza çıkmaktadır. PCB kullanımı ile dronlar, kameralar ve mobil elektronik cihazlar daha güvenli ve hafif ürünler üretilmesi sağlanmaktadır.

PCB Yapısı

PCB; düz, sert ve yalıtkan özelliklere sahip, üzerinde iletkenler ve ince yapılar bulunduran katmanlı bir karttır. Bu katmanlar serigrafi, lehim maskesi, bakır, FR4 olup; birbirine ısı ve yapıştırıcı ile lamine edilmiştir. Bu katmanlardan FR4, ısıya, neme ve sarsıntıya dayanıklı üzerinde rahat çalışabilen yapıya sahiptir. Kaliteli olmayan PCB`lerde FR4 yerine başka malzemeler kullanılması dayanıklılığı önemli ölçüde azaltmaktadır. Bir başka katman ise ince bakır folyo olup kaliteli bir PCB'de alt tabakanın her iki tarafında bulunmaktadır. Bakır izlerinin diğer materyallerle yanlış bir temasta bulunmaması için bakır folyonun üstündeki lehim maskesi ise PCB`ye yeşil veya kırmızı renkler vermektedir. Serigrafi katmanı sayesinde ise montajın kolaylığı sağlanıp, sayı, sembol gibi göstergeler PCB'ye eklenir.

►İlginizi çekebilir: Ücretsiz PCB Çizim Programları

PCB Üretimi ve Tasarımı

PCB`ler kart tipine ve yapıldığı malzemeye göre farklı çeşitlere sahiptir. İletken desenlerinin kartın iki yüzünde de olup olmamasına göre tek veya çift taraflı PCB`ler olarak ayrılmıştır. Çift taraflı PCB`lerde kartın iki yüzündeki desenlerin birbirine bağlanması için özel köprüler yapılması gerekir.

Şekil 3: PCB Üretimi

►İlginizi çekebilir: Baskı Devre Kartını "Hack"lemenin Üç Yolu

PCB üretiminde birden fazla tasarım çeşidi bulunmaktadır. Bir PCB üretiminden ve tasarımından önce ve sırasında belirlenmesi gereken unsurlar vardır. Bunlar PCB`nin hangi alanda kullanılacağı, nasıl bir ortamda çalışacağı, esnekliği, montajı, kurulumu ve kurulum için gereken alan ve yapılandırma miktarı gibi faktörlerdir. Doğru bir üretim ve tasarım süreci, PCB`nin kalitesini, verimliliğini ve üretim süresi gibi hususları olumlu ölçüde etkiler.

PCB üretim tesislerinde izlenen adımlar vardır. Üretim işlem bakır katmanları kimyasal yollarla görüntüleme ve aşındırma ile başlar. Burada amaç elektronik bileşenleri bağlamaktır. Katmanların birbirine bağlanması için PCB`de delikler oluşturulur. Bu delikler kaplanır ve karta başka kaplamalar da yapılır. Gerekli kaplamalar yapıldıktan sonra PCB üzerinde isimlendirme işaretleri basılıp tasarımın gerber dosyasının boyutuna göre panolar işlenir. Gerber dosyası denen kavram PCB üretiminde kullanılan bir dosya çeşididir.

Kaynak:

► allaboutcircuits.com
► printedcircuits.com
► altium.com