The baskılı devre kartı (PCB), elektronik bileşenlerin lehimlenebileceği fiziksel bir temel veya platformdur. Bakır izleri bu bileşenleri birbirine bağlayarak baskılı devre kartının (PCB) işlevlerini tasarlandığı şekilde gerçekleştirmesini sağlar.

Baskılı devre kartı, elektronik cihazın çekirdeğidir. Elektronik cihazın uygulamasına bağlı olarak herhangi bir şekil ve boyutta olabilir. PCB için en yaygın alt tabaka/alt tabaka malzemesi FR-4’tür. FR-4 tabanlı PCB’ler birçok elektronik cihazda yaygın olarak bulunur ve üretimleri yaygındır. Çok katmanlı PCB’lerle karşılaştırıldığında, tek taraflı ve çift taraflı PCB’lerin üretimi daha kolaydır.

FR-4 PCB, lamine bakır kaplama ile birleştirilmiş cam elyaf ve epoksi reçineden yapılmıştır. Karmaşık çok katmanlı (12 katmana kadar) PCB’lerin ana örneklerinden bazıları bilgisayar grafik kartları, anakartlar, mikroişlemci kartları, FPGA’lar, CPLD’ler, sabit sürücüler, RF LNA’lar, uydu iletişim anten beslemeleri, anahtarlamalı güç kaynakları, Android telefonlar, vb. CRT TV’ler, analog osiloskoplar, elde taşınan hesap makineleri, bilgisayar fareleri ve FM radyo devreleri gibi basit tek katmanlı ve çift katmanlı PCB’lerin kullanıldığı birçok örnek vardır.

PCB uygulaması:

1. Tıbbi ekipman:

Tıp bilimindeki günümüzün ilerlemesi tamamen elektronik endüstrisinin hızlı büyümesinden kaynaklanmaktadır. pH metre, kalp atışı sensörü, sıcaklık ölçümü, EKG/EEG makinesi, MRI makinesi, X-ray, CT taraması, tansiyon makinesi, kan şekeri seviyesi ölçüm ekipmanı, kuvöz, mikrobiyolojik ekipman ve diğer birçok ekipman gibi çoğu tıbbi ekipman. ayrı bir elektronik PCB tabanlı. Bu PCB’ler genellikle yoğundur ve küçük bir form faktörüne sahiptir. Yoğun, daha küçük SMT bileşenlerinin daha küçük boyutlu bir PCB’ye yerleştirildiği anlamına gelir. Bu tıbbi cihazlar daha küçük, taşıması kolay, hafif ve kullanımı kolay yapılmıştır.

2. Endüstriyel ekipman.

PCB’ler ayrıca imalatta, fabrikalarda ve başgösteren fabrikalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu endüstriler, yüksek güçte çalışan ve yüksek akım gerektiren devreler tarafından tahrik edilen yüksek güçlü makine ve ekipmanlara sahiptir. Bu nedenle PCB üzerine 100 amper kadar yüksek akımlar çekebilen karmaşık elektronik PCB’lerden farklı olarak kalın bir bakır tabaka lamine edilir. Bu, özellikle ark kaynağı, büyük servo motor sürücüleri, kurşun asitli akü şarj cihazları, askeri sanayi ve giyim pamuklu belirsiz makineler gibi uygulamalarda önemlidir.

3. aydınlatma.

Aydınlatma açısından dünya, enerji tasarruflu çözümler yönünde ilerliyor. Bu halojen ampuller artık nadiren bulunur, ancak şimdi etrafta LED ışıklar ve yüksek yoğunluklu LED’ler görüyoruz. Bu küçük LED’ler, yüksek parlaklıkta ışık sağlar ve alüminyum alt tabakalara dayalı PCB’lere monte edilir. Alüminyum, ısıyı absorbe etme ve havada dağıtma özelliğine sahiptir. Bu nedenle, yüksek güç nedeniyle, bu alüminyum PCB’ler genellikle orta ve yüksek güçlü LED devreleri için LED lamba devrelerinde kullanılır.

4. Otomotiv ve havacılık endüstrileri.

PCB’nin bir başka uygulaması da otomotiv ve havacılık endüstrileridir. Buradaki ortak faktör, uçakların veya arabaların hareketinin yarattığı yankıdır. Bu nedenle, bu yüksek kuvvetli titreşimleri karşılamak için PCB esnek hale gelir. Bu nedenle Flex PCB adı verilen bir tür PCB kullanılmaktadır. Esnek PCB, yüksek titreşime dayanabilir ve hafiftir, bu da uzay aracının toplam ağırlığını azaltabilir. Bu esnek PCB’ler dar bir alanda da ayarlanabilir, bu da büyük bir avantajdır. Bu esnek PCB’ler konektörler, arayüzler olarak kullanılır ve panelin arkası, gösterge panosunun altı vb. gibi kompakt bir alana monte edilebilir. Sert ve esnek PCB’nin bir kombinasyonu da kullanılır.

PCB tipi:

Baskılı devre kartları (PCB) 8 kategoriye ayrılmıştır. Onlar

Tek taraflı PCB:

Tek taraflı bir PCB’nin bileşenleri yalnızca bir tarafa monte edilir ve diğer taraf bakır teller için kullanılır. RF-4 substratının bir tarafına ince bir bakır folyo tabakası uygulanır ve ardından yalıtım sağlamak için bir lehim maskesi uygulanır. Son olarak, PCB üzerindeki C1 ve R1 gibi bileşenler için markalama bilgisi sağlamak için serigrafi kullanılır. Bu tek katmanlı PCB’lerin büyük ölçekte tasarlanması ve üretilmesi çok kolaydır, pazar talebi büyüktür ve satın almaları da çok ucuzdur. Meyve sıkacakları/blenderler, şarj fanları, hesap makineleri, küçük pil şarj cihazları, oyuncaklar, TV uzaktan kumandaları vb. gibi ev ürünlerinde çok yaygın olarak kullanılır.

Çift katmanlı PCB:

Çift taraflı PCB, kartın her iki tarafına uygulanan bakır katmanlara sahip bir PCB’dir. Bu deliklere matkap delikleri ve uçlu THT bileşenleri takılır. Bu delikler bakır raylar vasıtasıyla bir yan parçayı diğer yan parçaya bağlar. Bileşen uçları deliklerden geçer, fazla uçlar kesici tarafından kesilir ve uçlar deliklere kaynaklanır. Bütün bunlar manuel olarak yapılır. 2 katmanlı bir PCB’nin SMT bileşenleri ve THT bileşenleri de vardır. SMT bileşenlerinin deliklere ihtiyacı yoktur, ancak PCB üzerinde pedler yapılır ve SMT bileşenleri yeniden akış lehimleme ile PCB’ye sabitlenir. SMT bileşenleri PCB üzerinde çok az yer kaplar, bu nedenle daha fazla işlev elde etmek için devre kartında daha fazla boş alan kullanılabilir. Güç kaynakları, amplifikatörler, DC motor sürücüleri, enstrüman devreleri vb. için çift taraflı PCB’ler kullanılır.

Çok katmanlı PCB:

Çok katmanlı PCB, kartın ve bileşenlerin aşırı ısınmadan zarar görmemesini sağlamak için dielektrik yalıtım katmanları arasına sıkıştırılmış çok katmanlı 2 katmanlı PCB’den yapılmıştır. Çok katmanlı PCB, 4 katmanlı PCB’den 12 katmanlı PCB’ye kadar çeşitli boyutlara ve farklı katmanlara sahiptir. Katmanlar ne kadar fazlaysa devre o kadar karmaşık ve PCB yerleşim tasarımı o kadar karmaşıktır.

Çok katmanlı PCB’ler genellikle bağımsız yer düzlemlerine, güç düzlemlerine, yüksek hızlı sinyal düzlemlerine, sinyal bütünlüğü hususlarına ve termal yönetime sahiptir. Yaygın uygulamalar askeri gereksinimler, havacılık ve uzay elektroniği, uydu iletişimi, navigasyon elektroniği, GPS izleme, radar, dijital sinyal işleme ve görüntü işlemedir.

Sert PCB:

Yukarıda tartışılan tüm PCB türleri, katı PCB kategorisine aittir. Sert PCB’ler, FR-4, Rogers, fenolik reçine ve epoksi reçine gibi katı alt tabakalara sahiptir. Bu plakalar bükülmez ve bükülmez, ancak şekillerini 10 veya 20 yıla kadar uzun yıllar koruyabilir. Bu nedenle, sert PCB’lerin sertliği, sağlamlığı ve sertliği nedeniyle birçok elektronik cihazın uzun bir ömrü vardır. Bilgisayarların ve dizüstü bilgisayarların PCB’leri katıdır. Evlerde yaygın olarak kullanılan birçok TV, LCD ve LED TV, sert PCB’lerden yapılmıştır. Yukarıdaki tek taraflı, çift taraflı ve çok katmanlı PCB uygulamalarının tümü, sert PCB’lere de uygulanabilir.

Esnek PCB:

Esnek PCB veya esnek PCB sert değildir, ancak esnektir ve kolayca bükülebilir. Elastiktirler, yüksek ısı direncine ve mükemmel elektriksel özelliklere sahiptirler. Flex PCB’nin alt tabaka malzemesi performansa ve maliyete bağlıdır. Flex PCB için yaygın alt tabaka malzemeleri poliamid (PI) film, polyester (PET) film, PEN ve PTFE’dir.

Flex PCB’nin üretim maliyeti, katı PCB’den daha fazlasıdır. Katlanabilir veya köşelere sarılabilirler. Karşılık gelen sert PCB ile karşılaştırıldığında, daha az yer kaplarlar. Hafiftirler ancak yırtılma mukavemeti çok düşüktür.

Sert-Esnek PCB:

Sert ve esnek PCB’lerin kombinasyonu, birçok alan ve ağırlık kısıtlamalı uygulamada çok önemlidir. Örneğin, bir kamerada devre karmaşıktır, ancak sert ve esnek PCB kombinasyonu, parça sayısını azaltacak ve PCB boyutunu küçültecektir. İki PCB’nin kablolaması da tek bir PCB üzerinde birleştirilebilir. Yaygın uygulamalar dijital kameralar, cep telefonları, arabalar, dizüstü bilgisayarlar ve hareketli parçaları olan cihazlardır.

Yüksek hızlı PCB:

Yüksek hızlı veya yüksek frekanslı PCB’ler, 1 GHz’den yüksek frekanslarla sinyal iletişimini içeren uygulamalar için kullanılan PCB’lerdir. Bu durumda sinyal bütünlüğü sorunları devreye girer. Yüksek frekanslı PCB alt tabakasının malzemesi, tasarım gereksinimlerini karşılayacak şekilde dikkatlice seçilmelidir.

Yaygın olarak kullanılan malzemeler polifenilen (PPO) ve politetrafloroetilendir. Kararlı bir dielektrik sabiti ve küçük dielektrik kaybı vardır. Düşük su emme özelliğine sahiptirler ancak maliyeti yüksektir.

Diğer birçok dielektrik malzemenin değişken dielektrik sabitleri vardır, bu da harmonikleri bozabilen ve dijital sinyal kaybına ve sinyal bütünlüğü kaybına neden olabilecek empedans değişikliklerine neden olur.

Alüminyum PCB:

Alüminyum bazlı PCB substrat malzemeleri, etkili ısı dağılımı özelliklerine sahiptir. Düşük termal direnç nedeniyle, alüminyum bazlı PCB soğutması, karşılık gelen bakır bazlı PCB’den daha etkilidir. Havada ve PCB kartının termal bağlantı bölgesinde ısı yayar.

Birçok LED lamba devresi, yüksek parlaklığa sahip LED’ler, alüminyum destekli PCB’den yapılmıştır.

Alüminyum zengin bir metaldir ve madencilik fiyatı düşüktür, dolayısıyla PCB maliyeti de çok düşüktür. Alüminyum geri dönüştürülebilir ve toksik değildir, bu nedenle çevre dostudur. Alüminyum güçlü ve dayanıklıdır, bu nedenle imalat, nakliye ve montaj sırasında hasarı azaltır

Tüm bu özellikler, alüminyum bazlı PCB’leri, motor kontrolörleri, ağır hizmet tipi pil şarj cihazları ve yüksek parlaklıkta LED ışıklar gibi yüksek akımlı uygulamalar için kullanışlı hale getirir.

sonuç olarak:

Son yıllarda, PCB’ler basit tek katmanlı versiyonlardan yüksek frekanslı Teflon PCB’ler gibi daha karmaşık sistemlere dönüşmüştür.

PCB artık modern teknolojinin ve gelişen bilimin neredeyse her alanını kapsamaktadır. Mikrobiyoloji, mikroelektronik, nanoteknoloji, havacılık endüstrisi, askeriye, aviyonik, robotik, yapay zeka ve diğer alanların tümü, çeşitli baskılı devre kartı (PCB) yapı taşlarına dayanmaktadır.