PCB Türleri
Pcb kartı, çoğu elektronik cihazın temel bir bileşenidir. Cihazın çalışmasını sürdürebilmesi için akım akışını sağlayarak bir devrenin farklı parçalarını bağlar. Fonksiyonlarına ve nasıl üretildiklerine bağlı olarak farklı PCB türleri bulunmaktadır. Bunlar;
- Tek Yüzlü PCBa: Bu PCBlarde sadece bir iletken katman bulunmaktadır. Tüm bileşenler ve devre bir tarafta yer alırken, diğer taraf lehimleme için kullanılır. Temel bir yapıya sahip olup genellikle hesap makineleri, ses ekipmanları ve bazı tüketici ürünleri gibi basit cihazlarda kullanılırlar. Düşük maliyetli ve üretimi kolaydır.
- Çift Yüzlü PCBa: Bu PCBlarde iki iletken katman bulunan iki taraf bulunmaktadır. Tek yüzlü PCBlere göre daha karmaşık devrelere sahiptir ve daha küçük bir alanda daha fazla bileşen barındırabilirler. İki taraf arasındaki bağlantılar geçişli bağlantılar ile sağlanır, bu da onları bilgisayarlar, telekomünikasyon ekipmanları ve endüstriyel makineler gibi daha karmaşık cihazlar için uygun hale getirir.
- Çok Katmanlı PCBa: Bu PCBlarde üç veya daha fazla laminasyonlu kart üst üste yerleştirilmiştir. Birden fazla iletken yolu ve yalıtım malzemesi katmanına sahiptir. Katmanlar, kör ve gömülü via bağlantıları ile birbirine bağlanır. Yüksek yoğunluklu devre gerektiren yüksek performanslı ve kompakt elektronik cihazlarda kullanılır. Örnekler arasında akıllı telefonlar, tıbbi cihazlar, askeri ekipmanlar ve havacılık teknolojisi yer alır.
- Katı PCBa: Bu PCBlarde katı ve esnek olmayan bir malzeme kullanılır. Elektronik bileşenlere harika destek ve stabilite sağlar. Elektronik cihazlara montajı ve kurulumu kolaydır. Ancak, esnekliğe ihtiyaç duyulmayan uygulamalarla sınırlıdır. Genellikle bilgisayarlar, tüketici elektroniği ve telekomünikasyonda kullanılır.
- Esnek PCBa: Bu PCBlarde esnek malzemeler kullanılır, böylece bükülebilir, dönebilir ve katlanabilirler. Hafif ve ince olmaları, alanın sınırlı olduğu uygulamalara uygun hale getirir. Harika elektriksel performans sunar ve nihai ürünün ağırlığını azaltır. Ancak, katı PCBlere göre daha pahalıdır. Genellikle akıllı telefonlar, tabletler ve tıbbi cihazlar gibi taşınabilir cihazlarda kullanılır.
- Katı-esnek PCBa: Bu PCBlarde katı ve esnek devre kartları bir araya getirilmiştir. Bazı parçalar katı iken diğerleri esnektir. Hem katı hem de esnek PCBlardeki avantajları sunar. Farklı PCBlardeki bağlantı sayısını azaltır. Genellikle askeri ve havacılık ekipmanlarında, tıbbi cihazlarda ve yüksek kaliteli tüketici elektroniğinde kullanılır.
PCB Nasıl Seçilir
- Katman Sayısı: Bir devre kartındaki katman sayısı, karmaşıklığını ve performansını etkileyebilir. Daha fazla katman, daha karmaşık devreler oluşturma imkanı sağlar, ancak üretimi daha zor ve maliyetli olabilir. İstenilen işlevselliği sağlamak için gerekli katman sayısını dikkate alırken maliyet ve üretilebilirliği dengelemeyi unutmayın.
- Malzeme Seçimi: PCB için kullanılan malzemeler, performansını, güvenilirliğini ve maliyetini etkileyebilir. Genel amaçlı uygulamalar için FR-4 fiberglas/epoksi malzemesinin kullanılmasını düşünün. Ancak, yüksek frekanslı veya yüksek güç uygulamaları için PTFE veya alüminyum gibi diğer malzemelere ihtiyaç duyulabilir.
- Üretim Süreci: Farklı PCB üreticileri, farklı yeteneklere ve uzmanlıklara sahip olabilir. Uygun yöntemlerle PCB üretebildiğinden emin olmak için kullandıkları üretim süreçlerini değerlendirin, örneğin geçişli bağlantı teknolojisi, yüzey montaj teknolojisi veya karmaşık teknoloji gibi.
- Montaj: PCB'nin nasıl monte edileceğini düşünün. Özel işlem veya yönlendirme gerektiren bileşenler var mı? Lehimin yapılması gereken dar alanlar var mı?
- Test ve Kalite Güvencesi: PCB'nin kalite ve güvenilirlik için nasıl test edileceğini düşünün. Üretim sırasında hataları test etmek için otomatik test ekipmanları mevcut mu? PCB'nin gerekli teknik şartlara ve standartlara uyduğundan emin olmak için kalite güvencesi programları mevcut mu?
- Maliyet: PCB maliyeti, tasarım ve üretim süreci için önemli bir faktördür. PCB'nin hedef uygulama için ekonomik olarak uygulanabilir olmasını sağlamak için malzeme, üretim ve montaj maliyetlerini dikkate alın. Farklı üreticilerden fiyatları karşılaştırarak en iyi değeri bulurken kalite riskini almaktan kaçının.
- İşlem Süresi: PCB'nin üretimi ve teslimi için gereken süre de önemlidir. PCB'nin proje gereksinimleri için zamanında teslim edilmesini sağlamak için üreticinin üretim kapasitesi ve programını düşünün. Bazı üreticiler, zamanına duyarlı projeler için avantajlı olabilecek daha hızlı prototipleme ve üretim hizmetleri sunmaktadır.
- Müşteri Desteği: PCB üreticisi tarafından sunulan müşteri desteği seviyesini göz önünde bulundurun. Tasarım ve üretim sorunları için teknik destek var mı? Sorgulamalar ve geri bildirim için net iletişim kanalları mevcut mu? İyi müşteri desteği, sorunsuz bir işbirliği ve başarılı bir PCB projesini sağlamlaştırabilir.
Kullanım, Montaj ve Ürün Güvenliği
Kullanım
- Tasarım: Pcb kartı kullanma süreci, bilgisayar destekli tasarım yazılımı ile bir devre şeması tasarlamakla başlar. Şema, dirençler, kondansatörler ve entegre devreler gibi bileşenlerin kablolar veya izlerle nasıl birbirine bağlandığını temsil eder.
- Düzen: Şema tamamlandıktan sonra, yazılım PCB için fiziksel düzeni oluşturmanıza yardımcı olur. Kullanıcılar her parçanın kartta nereye yerleştirileceğini ve bağlantı izlerinin nasıl yönlendirileceğini görürler. Bir araya çalışan parçaları yakın tutmak veya düzeni kompakt hale getirmek için her şeyi hareket ettirebilirler.
- Sipariş veya Kendin Yap: Tasarım tamamlandığında, özel bir PCB siparişi verebilir veya boş bir PCB üzerinde evde işleme yapabilirsiniz. Üretici makine kullanarak, tasarımdan bakır desenlerini keser, delikler açar ve işler.
- Montaj: PCB alındıktan sonra, bir sonraki adım, bileşenleri üzerine lehimlemektir. Bu, kart deliklerinden geçen iğnelere sahip geçişli bileşenler veya PCB yüzeyine düz olan yüzey montaj parçalarını içerebilir. Bir lehimleme demiri veya sıcak hava aletleri, parçaları güvenli bir şekilde bağlamak için lehimi eritmiştir.
- Test: Tüm parçalar lehimlendikten sonra, PCB test edilir. Bağlantıları kontrol etmek için bir multimetre kullanılabilir veya güç verilip doğru sinyaller aranabilir. Test, her şeyin düzgün çalıştığını ve montajın hiçbir hatası olmadığını garanti eder.
- Entegrasyon: Çalışan PCB, bir elektronik cihaz muhafazası veya sistem gibi daha büyük bir projeye entegre edilir. Diğer PCB'ler veya bileşenlerle etkileşime geçerek nihai çalışan ürünü oluşturur.
Montaj
- Doğru PCB'yi Seçin: PCB'nin, hedef uygulama için doğru boyuta, şekle ve devre tasarımına sahip olduğundan emin olun.
- Çalışma Alanını Hazırlayın: Çalışma alanının temiz ve düzenli olduğundan, aletler ve ekipmanlarla hazırlandığından emin olun.
- Gerekli Araçları Toplayın: Montaj süreci için bir lehimleme demiri, lehim, tel kesme aletleri ve diğer el aletlerine sahip olun.
- Bileşenleri Kurun: PCB'ye tüm bileşenleri lehimleyin, tasarım spesifikasyonlarına göre doğru şekilde yönlendirildiğinden emin olun.
- Lehim Joint'lerini Kontrol Edin: Tüm lehim bağlantılarını kalite açısından inceleyin, soğuk lehim joint'leri veya bağlantılar arasında köprü olmadığından emin olun.
- PCB'yi Enerji Verin: PCB'ye güç uygulayın ve performansını izleyin, düzgün çalışma ve sinyal kontrolü gerçekleştirin.
Ürün Güvenliği
- Kaliteli Malzemeler: Yüksek kaliteli hammadde kullanarak üretilen PCBlarde, gerekli güvenlik standartlarının karşılanmasını sağlar. Bu malzemeler, PCB'lerin zamanla güvenli bir şekilde performans göstermesine yardımcı olan daha iyi ısıl, elektriksel ve mekanik özelliklere sahiptir.
- Kontrollü Üretim Süreçleri: PCB üreticileri, üretim operasyonlarında kontrollü süreçler izlerler. Bu süreçler iyi tanımlanmış ve belgelenmiştir ve malzeme seçiminden nihai montaja kadar tüm aşamaları içerir. Bu süreçlere uyarak, sürekli olarak kalite ve güvenlik gereksinimlerini karşılayan PCB'ler üretirler.
- Düzenli Ekipman Kalibrasyonu: PCB üretiminde kullanılan tüm ekipmanlar, belirtilen toleranslar içinde çalıştığını sağlamak için düzenli olarak kalibre edilir. Bu düzenli kalibrasyon, süreçlerin tutarlılığını ve doğruluğunu korumaya yardımcı olarak üretilen PCBlarde genel güvenliği artırır.
- Yetenekli İşgücü: PCB üretiminde yetenekli bir işgücü şarttır. Çalışanlar, üretim sürecinin her aşamasında güvenlik ve kalite önemini anlamaları için eğitim alırlar. Bu beceri ve bilgiler, PCB'lerin güvenliğini etkileyebilecek potansiyel sorunları tanımlayıp düzeltmelerine yardımcı olur.
- Üretim Süreci Kontrolleri: Her PCB'nin gerekli güvenlik standartlarını karşıladığını sağlamak için farklı üretim aşamalarında çeşitli süreç içi kontroller yapılır. Bu kontroller, üretim sürecinin erken aşamalarında belirli hataları tespit etmeye yardımcı olur, bu da kartların bir sonraki aşamaya geçmeden önce düzeltilmesini sağlar.
- Sektör Standartlarına Uyum: PCB üreticileri, PCB üretimini yöneten sektör standartları ve düzenlemelerine uyarlar. Bu standartlar, üretilen tüm PCBlarde gerekli güvenlik ve kalite gerekliliklerinin karşılandığından emin olmak için belirlenmiştir.
PCB'lerin Fonksiyonları, Özellikleri ve Tasarımı
Fonksiyonlar
- Mekanik Destek: PCBlarde, bileşenlere mükemmel mekanik destek sağlanır ve bu sayede sabit şekilde bağlı kalmaları ve yerinden oynamaları ya da hasar görmeleri engellenir.
- Elektriksel Bağlantılar: Bileşenler arasında gerekli elektriksel bağlantıları sağlar ve farklı kart parçalarına bağlı kırılmış bakır izleri ile bağlanır.
- Sinyal Yönlendirme: PCB, bir bileşenden diğerine sinyalleri etkili bir şekilde yönlendirir, minimum parazit ve distorsiyonu sağlar.
- Aşırı Isı Dağıtma: PCBlarde, bileşenlerden kaynaklanan ısıyı etkili bir şekilde dağıtacak şekilde tasarlanmış olup, en uygun sıcaklıklarda çalışmasını garanti eder.
Özellikler
- Birden Fazla Katman: Bazı PCBlarde, daha karmaşık ve kompakt tasarımlar sağlamak için birden fazla devre katmanı bulunmaktadır.
- Yüzey Montaj Teknolojisi: Bu özellik, bileşenlerin doğrudan PCB yüzeyine monte edilmesine olanak tanır, böylece alan tasarrufu sağlanır ve performans artırılır.
- Esnek veya Katı Yapı: PCBlarde bükülme veya hareket gerektiren uygulamalar için esnek veya standart elektronik cihazlar için katı olabilir.
- Yüksek Yoğunluklu Ara Bağlantı (HDI): HDI PCBlarde yüksek yoğunlukta ara bağlantılar bulunur, bu da kompakt ve karmaşık elektronik sistemleri için uygundur.
Tasarım
- PCB Düzen Tasarım Yazılımı: Mühendisler, bileşenlerin yerleştirilip bağlantıların yönlendirileceği PCB'nin düzenini tasarlamak için özel yazılımlar kullanır.
- Katman Yapısı: Tasarımcılar, bileşen yerleşimi ve sinyal yönlendirmesini dikkate alarak PCB'deki katmanların sayısını ve düzenini tanımlarlar.
- İz Genişliği ve Aralığı: Bakır izlerinin genişliği ve aralığı, gerekli akımı kaldırmak ve kısadevreyı önlemek için hesaplanır.
- Delik Açma: Bileşen ayakları, montaj delikleri ve katmanlar arası bağlantılar (via’lar) için delik açma planlanır.
- Silikon Tabaka: Montaj ve sorun giderme konusunda yardımcı olmak için etiketler, logolar ve referans işaretleyicileri için bir silikon tabaka eklenir.
- Tasarım Kural Kontrolü: PCB tasarımı, üretim ve güvenilirlik açısından uygun olduğunu sağlamak için önceden tanımlanmış kurallara karşı kontrol edilir.
Soru&Cevap
S1: Tek yüzlü ve çift yüzlü PCB'ler arasındaki fark nedir?
C1: Tek yüzlü PCB'de tüm bileşenler bir tarafta yer alırken, çift yüzlü PCB'nin diğer tarafında izlerle bağlanabilecek bileşenler bulunmaktadır.
S2: PCB türleri nelerdir?
C2: Esnek PCB'ler, katı PCB'ler, katı-esnek PCB'ler ve alüminyum PCB'ler gibi bazı PCB türleri mevcuttur.
S3: Esnek PCB nedir?
C3: Esnek PCB, bükülebilen esnek malzemelerden yapılmış bir devre kartıdır. Genellikle alanının kısıtlı olduğu cihazlarda kullanılır.
S4: PCB'ler hangi malzemelerden üretilir?
C4: PCB'ler bakır, epoksi reçine, fiberglas ve polimid ile yapılmaktadır.
S5: Bir PCB nasıl monte edilir?
C5: Öncelikle, bileşenler belirlenen yerlerde karta yerleştirilir. Bileşenlerin bağlanacağı pedlere lehim macunu uygulanır. Kart, lehimi eritmek için kullanılan bir reflow fırınında yerleştirilir. Manuel işçiler kartta yeniden çalışabilir veya ek bileşenler ekleyebilirler.
