- PCB nedir?
- PCB Türleri:
- Montaj Sistemine Göre PCB Türleri
- PCB'nin Farklı Parçaları:
- PCB Malzemeleri:
- PCB tasarım yazılımı:
PCB nedir?
PCB, tüm elektrik ve elektronik bileşenlerin, kart tabanına sahip tüm bileşenler için fiziksel destek ile tek bir ortak kartta birbirine bağlandığı bakır lamine ve iletken olmayan bir Baskılı Devre Kartıdır. PCB geliştirilmediğinde, o sırada tüm bileşenler, karmaşıklığı artıran ve devrenin güvenilirliğini azaltan bir kabloyla bağlanır, bu şekilde anakart gibi çok büyük bir devre yapamayız. PCB'de tüm bileşenler telsiz bağlanır, tüm bileşenler dahili olarak bağlanır, böylece genel devre tasarımının karmaşıklığını azaltacaktır. PCB, tasarlandığı şekilde çalıştığı bileşenler arasında elektrik ve bağlantı sağlamak için kullanılır. PCB'ler, kullanıcı gereksinimlerine göre herhangi bir özelliğe göre özelleştirilebilir. Gibi birçok elektronik cihazda bulunabilir; TV, Mobil, Dijital kamera, Bilgisayar gibi parçalar; Ekran kartları, Anakart vb. Birçok alanda da kullanılır; tıbbi cihazlar, endüstriyel makineler, otomotiv endüstrisi, aydınlatma vb.
PCB Türleri:
Devre için çeşitli PCB türleri mevcuttur. Bu PCB türlerinden uygulamamıza göre uygun PCB türünü seçmeliyiz.
- Tek katmanlı PCB
- Çift katmanlı PCB
- Çok katmanlı PCB
- Esnek PCB
- Alüminyum destekli PCB
- Flex-sert PCB
1) Tek Katmanlı PCB:
Tek katmanlı bir PCB, tek taraflı PCB olarak da bilinir. Bu PCB türü basittir ve en çok kullanılan PCB'dir çünkü bu PCB'lerin tasarımı ve üretimi kolaydır. Bu PCB'nin bir tarafı herhangi bir iletken malzeme tabakası ile kaplanmıştır. Bakırın iletkenlik özelliği çok iyi olduğundan, PCB için iletken malzeme olarak genellikle bakır kullanılır. PCB'yi oksidasyona karşı korumak için bir katman lehim maskesi kullanılır ve ardından PCB üzerindeki tüm bileşenleri işaretlemek için ipek ekran kullanılır. Bu tip PCB'de, direnç, kondansatör, indüktör vb. Gibi farklı tipteki elektriksel veya elektronik bileşenleri bağlamak için PCB'nin yalnızca bir tarafı kullanılır. Bu bileşenler lehimlenmiştir. Bu PCB'ler, hesap makineleri, radyo, yazıcılar ve katı hal sürücüsü gibi düşük maliyetli ve toplu üretim uygulamalarında kullanılır.
2) Çift Katmanlı PCB:
Çift katmanlı PCB, çift taraflı PCB olarak da bilinir. Adından da anlaşılacağı gibi, bu tip PCB'de, levhanın hem üst hem de alt taraflarına bakır gibi ince bir iletken malzeme tabakası uygulanır. PCB'de, farklı bir levha katmanında, farklı katmanlar üzerinde karşılık gelen konumda iki ped bulunan bir yol bulunur. Bunlar, şekil-2b'de gösterilen pano boyunca bir delikle elektriksel olarak bağlanır. Daha esnek, nispeten daha düşük maliyetli ve bu tip PCB kartının en önemli avantajı, devreyi kompakt hale getiren küçültülmüş boyutudur. Bu tip PCB çoğunlukla endüstriyel kontroller, dönüştürücü, UPS sistemi, HVAC uygulaması, Telefon, Amplifikatör ve Güç izleme sistemlerinde kullanılır.
3) Çok Katmanlı PCB:
Çok katmanlı PCB, ikiden fazla katmana sahiptir. Bu, bu tip PCB'nin en az üç iletken bakır katmanına sahip olduğu anlamına gelir. Levha tutkalını sabitlemek için, fazla ısının devrenin herhangi bir bileşenine zarar vermemesini sağlayan yalıtım katmanı arasına sıkıştırılır. Bu tip PCB tasarımı çok karmaşıktır ve çok düşük alanda ve kompakt devrede çok karmaşık ve büyük elektrik işlerinde kullanılır. Bu tip PCB, GPS teknolojisi, uydu sistemi, tıbbi ekipman, dosya sunucusu ve veri depolama gibi büyük uygulamalarda kullanılır.
4) Esnek PCB:
Esnek PCB, Flex devresi olarak da bilinir. Bu tip PCB, polimid, PEEK (Polieter eter keton) veya şeffaf iletken polyester film gibi esnek plastik malzeme kullandı. Devre kartı genellikle katlanmış veya bükülmüş olarak yerleştirilir. Bu çok karmaşık bir PCB türüdür ve aynı zamanda tek taraflı esnek devre, çift taraflı esnek devre ve çok taraflı esnek devre gibi farklı katmanlar içerir. Esnek devre, organik ışık yayan diyot, LCD üretimi, esnek güneş pili, otomotiv endüstrisi, cep telefonları, kamera ve dizüstü bilgisayarlar gibi karmaşık elektronik cihazlarda kullanılır.
5) Sert PCB:
Sert PCB'ler, PCB'nin bükülmesine izin vermeyen katı malzemeden yapılmıştır. Esnek PCB ile aynı olan Sert PCB, tek katmanlı, çift katmanlı ve çok katmanlı Sert PCB gibi farklı katman konfigürasyonuna da sahiptir. Bu PCB'nin şekli kurulumdan sonra değişmez. Bu PCB, tabanın şekline göre bükülemez, bu yüzden bu PCB RIGID PCB olarak bilinir. Bu tip PCB'nin ömrü çok yüksektir, bu nedenle bu, RAM, GPU ve CPU gibi bilgisayarın birçok bölümünde kullanılır. Basit tasarım ve en çok kullanılan ve en çok üretim PCB'si tek taraflı sert PCB'dir. Çok katmanlı sert PCB, 9-10 katman içererek daha kompakt olabilir.
6) Esnek sert PCB:
Esnek devre ile rijit devrenin kombinasyonu en önemli karttır. Flex-sert kartlar, bir dizi sert PCB katmanına tutturulmuş çok sayıda esnek PCB katmanından oluşur. Flex-sert tahta şekilde gösterildiği gibidir. Cep telefonlarında, dijital fotoğraf makinelerinde ve otomobillerde vb. Kullanılmaktadır.
Montaj Sistemine Göre PCB Türleri
- Delikten PCB
- Yüzeye monte PCB
1) Geçişli PCB:
Bu tip PCB'de PCB üzerinde matkap kullanarak delik açmak zorundayız. Bu deliklerde bileşen uçları PCB'nin karşı tarafında bulunan pedlere monte edilir ve lehimlenir. Bu teknoloji en kullanışlıdır çünkü elektrikli bileşenlere daha fazla mekanik destek ve bileşenlerin montajı için çok güvenilir teknoloji sağlar, ancak PCB'de delme işlemi daha pahalı hale getirir. Tek katmanlı PCB'de, bu montaj teknolojisinin uygulanması kolaydır, ancak çift katmanlı ve çok katmanlı PCB olması durumunda delik açmak daha zordur.
2) Yüzeye monte PCB:
Bu tip PCB'de, bileşenlerin boyutu küçüktür çünkü bu bileşenlerin çok küçük ucu vardır veya karta montaj için hiçbir kablo gerekmez. Burada, bu teknolojide, SMD bileşenleri doğrudan kartın yüzeyine monte edilir ve kart üzerinde delik açılmasına gerek yoktur.
PCB'nin Farklı Parçaları:
Ped: Ped, bileşenlerin kurşunlarının monte edildiği ve üzerine lehimleme yapılan bir bakır parçasından başka bir şey değildir. Ped, bileşenlere mekanik destek sağlar.
İz: PCB'de bileşenler teller yardımıyla bağlanmaz. Tüm bileşenler bakır gibi iletken bir malzeme ile bağlanmıştır. İz olarak bilinen tüm bileşenleri bağlamak için kullanılan PCB'nin bu bakır kısmı. İz aşağıdaki şekle benziyor.
Katmanlar: Uygulamaya, maliyete ve mevcut devre alanına göre kullanıcı PCB katmanını seçebilir. Yapım açısından en basit, tasarımı kolay ve rutin yaşamda en kullanışlı olanı tek katmanlı PCB'dir. Ancak çok büyük ve karmaşık devre için, tek katmanlı PCB'ye kıyasla en çok çift katmanlı PCB veya Çok katmanlı PCB tercih edilir. Artık bir gün, çok katmanlı PCB'de 10-12 katman bağlanabilir ve en kritik şey, farklı katmandaki bileşenler arasında iletişim kurmaktır.
İpek katman: İpek katman, PCB yüzeyindeki çizgi, metin veya herhangi bir sanatı yazdırmak için kullanılır. Genellikle serigrafi baskı için epoksi mürekkep kullanılır. İpek katmanı, ipek ekran ÜST ve ipek ekran ALT olarak bilinen kullanıcı ihtiyacına göre PCB'nin üst ve / veya alt katmanında kullanılabilir.
Üst ve alt katman: PCB'nin Üst katmanında, tüm bileşenler bu PCB katmanına monte edilir. Genellikle bu tabaka yeşil renklidir. PCB'nin alt katmanında, tüm bileşenler delikten lehimlenir ve bileşenlerin kurşun, PCB'nin alt katmanı olarak bilinir. Bazen üst ve / veya alt katmanda PCB, lehim maskesi olarak bilinen yeşil renkli katmanla kaplanır.
Lehim Maskesi: Bakır tabakanın üzerinde Lehim Maskesi adı verilen ek bir katman bulunmaktadır. Bu tabaka genellikle yeşil renktedir ancak herhangi bir renkte olabilir. Bu yalıtım tabakası, pedlerin PCB üzerindeki diğer iletken malzemelerle kazara temasını önlemek için kullanılır.
PCB Malzemeleri:
Ana eleman, sert veya esnek olan dielektrik substrattır. Bu dielektrik substrat, üzerinde bakır gibi iletken malzemeler ile kullanılır. Dielektrik malzeme olarak cam epoksi laminatlar veya kompozit malzemeler kullanılır.
1) FR4:
FR, YANGINA DAYANIKLILIK anlamına gelir. Tüm PCB üretimi türleri için en yaygın cam lamine malzeme FR4'tür. Dokuma cam-epoksi bileşiklerine dayanan FR4, çok iyi mekanik mukavemet sağladığı için en kullanışlı olan kompozit bir malzemedir.
FR4 |
Cam geçiş sıcaklığı |
|
Standart |
130 |
|
Daha yüksek cam geçiş sıcaklığı ile. |
170-180 |
|
Halojensiz |
- |
|
2) FR-1 ve FR-2:
Bu malzeme kağıt ve fenol bileşiklerinden yapılmıştır ve bu malzeme sadece tek katmanlı PCB için kullanılmaktadır. Hem FR1 hem de FR2 benzer özelliklere sahiptir, tek fark cam geçiş sıcaklığıdır. FR1, FR2'ye kıyasla daha yüksek cam geçiş sıcaklığına sahiptir. Bu malzemeler ayrıca standart, halojensiz ve hidrofobik olmayan olarak alt gruplara ayrılmıştır.
3) CEM-1:
Bu malzeme kağıttan ve iki katmanlı cam epoksi ve fenol bileşiklerinden yapılmıştır ve bu malzeme yalnızca Tek taraflı PCB için kullanılır. FR4 yerine CEM-1 kullanılabilir, ancak CEM1'in fiyatı FR4'ten daha yüksektir.
4) CEM-3:
Bu malzeme beyaz renkli cam epoksi bileşiğidir ve çoğunlukla çift katmanlı PCB'de kullanılmaktadır. CEM-3, FR4'e kıyasla daha düşük mekanik dayanıma sahiptir, ancak FR4'ten daha ucuzdur. Dolayısıyla, bu FR4'ün iyi bir alternatifidir.
5) Poliimid:
Bu malzeme esnek PCB'de kullanılmaktadır. Bu malzeme kepton, rogers, dupont'tan yapılmıştır. Bu malzeme iyi elektriksel özelliklere, neşeye, geniş sıcaklık aralığına ve yüksek kimyasal dirence sahiptir. Bu malzemenin çalışma sıcaklığı -200 ͦC ile 300 ͦC arasındadır.
6) Hazırlık:
Prepreg, önceden emprenye edilmiş anlamına gelir. Reçine emdirilmiş bir Fiberglass. Bu reçineler önceden kurutulur, böylece ısıtıldığında akar, yapışır ve tamamen daldırılır. Prepreg, FR4'e benzer mukavemet veren yapışkan tabakaya sahiptir. Reçine içeriğine, SR-standart reçine, MR-orta reçine ve HR-yüksek reçineye göre bu malzemenin birçok versiyonu vardır. İstenilen kalınlığa, katman yapısına ve empedansa göre seçilir. Bu malzeme aynı zamanda yüksek cam geçiş sıcaklığında ve halojensiz olarak mevcuttur.
PCB tasarım yazılımı:
Aşağıda en popüler PCB tasarım yazılımlarından bazıları verilmiştir. Bu PCB tasarım yazılımı hakkında daha fazla bilgiyi buradan edinebilirsiniz.
Kartal:
EAGLE, PCB tasarlamanın en popüler ve en kolay yoludur. EAGLE, daha önce CadSoft Computer tarafından geliştirilen ve şu anda Autodesk bu yazılımın geliştiricisi olan Kolayca Uygulanabilir Grafik Düzen Düzenleyicisinin kısaltmasıdır. Devre şeması tasarlamak için, EAGLE bir şematik düzenleyiciye sahiptir. EAGLE dosya uzantısı.SCH'dir ve farklı parça ve bileşenler.LBR uzantısında tanımlanmıştır. Board dosya uzantısı.BRD'dir.
Multisim:
Multisim ayrıca çok güçlü ve kolay öğrenen bir yazılımdır. Başlangıçta Electronics Workbench tarafından geliştirilen ve şimdi National Instruments'ın (NI) bir bölümüdür. Mikrodenetleyici simülasyonu (MultiMCU) ve PCB yerleşim yazılımına entegre ithalat ihracat özellikleri içerir. Bu yazılım, akademik ve ayrıca devre eğitimi için endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.
EasyEDA:
EasyEDA, devreleri tasarlamak ve simüle etmek için kullanılan bir yazılımdır. Bu yazılım, Ngspice ve PCB düzenine dayalı şematik yakalama, SPICE devre simülasyonu için entegre bir araçtır. Bu yazılımın en önemli avantajı web tabanlı bir yazılım olması ve tarayıcı penceresinde kullanılmasıdır. Yani, bu yazılım işletim sisteminden bağımsızdır.
Altium Tasarımcısı:
Bu yazılım, Avustralyalı yazılım şirketi Altium Limited tarafından geliştirilmiştir. Bu yazılımın ana özelliği şematik yakalama, 3D PCB tasarımı, FPGA geliştirme ve yayınlama / veri yönetimidir. Bu, doğrudan PCB editöründen PCB'nin 3D görselleştirmesini ve boşluk kontrolünü sunan ilk yazılımdır.
KiCad: Bu yazılım jean-pierre charras tarafından geliştirilmiştir. Bu yazılım, devrede kullanılan tüm bileşenlerin yanı sıra BoM (Malzeme Listesi), çizim ve PCB'nin 3B görünümünü oluşturabilen araçlara sahiptir. Bu yazılımın kitaplığında birçok bileşen mevcuttur ve kullanıcının kendi özel bileşenlerini ekleyebileceği özellik vardır. Bu yazılım birçok insan dilini desteklemektedir.
CircuitMaker: Bu yazılım da Altium tarafından geliştirilmiştir. Bu yazılımın şematik editörü, temel bileşen yerleştirmeyi içerir ve bu yazılım, gelişmiş çok kanallı ve hiyerarşik şemaları tasarlamak için kullanılır. Tüm şema sunucuya yüklenir ve bu dosyalar, bir CircuitMaker hesabına ihtiyacınız olması koşuluyla herkes tarafından görüntülenebilir.