Pc Pcb veya baskılı devre kartı nedir. nasıl yapılır

Hiç PCB veya Entegre Devre Kartı terimini duydunuz mu? Ne olduğunu bilmiyorsanız, bu makalede size açıklayacağız. Bu makaleyi okurken, etrafınız PCB'lerle çevrilidir; PC'nizde, monitörünüzde, farenizde ve ayrıca cep telefonunuzda birkaç tane var. Her elektronik eleman bir PCB veya en azından "iç organları" kullanılarak inşa edilir.

İçindekiler dizini

PCB kullanımı, elektrik kabloları kullanmadan elemanları bağlamak için yenilikçi bir yöntem sağladığı için elektronik cihazların gelişiminde dev bir adımdı. PCB'lerin icadı olmadan bugünün dünyası aynı olmazdı, bu yüzden ne olduklarını ve nasıl yapıldıklarını görelim

PCB nedir

PCB, Baskılı Devre Kartının kısaltmasıdır, ancak örneğin PC'nizin PCI yuvalarıyla karıştırmamak için İngilizce (Baskılı Devre Kartı) kısaltmasını kullanıyoruz.

PCB, temel olarak elektronik ve elektrikli bileşenlerin monte edildiği ve aralarında birbirine bağlandığı fiziksel bir destektir. Bu bileşenler, yongalar, kapasitörler, diyotlar, dirençler, konektörler vb. İçerideki bir bilgisayara bakarsanız, yapıştırılmış çok sayıda bileşeni olan birden fazla düz kart olduğunu göreceksiniz, bir anakart ve bir PCB ve bahsettiğimiz bileşenlerden oluşuyor.

Her elemanı bir PCB'ye bağlamak için, bir kablo gibi bir ray, iletken üreten bir dizi son derece ince bakır iletken ray kullanırız. En basit devrelerde, PCB'nin sadece bir veya her iki tarafında iletken izlerimiz vardır, ancak daha eksiksiz olanlarda elektrik izleri ve hatta bunların birden çok katmanında yığılmış bileşenlerimiz vardır.

Bu paletler ve bileşenler için ana destek, seramik malzemeler, reçineler, plastik ve diğer iletken olmayan elemanlarla güçlendirilmiş fiberglasın bir kombinasyonudur. Her ne kadar selüloit ve iletken boya yolları gibi bileşenler şu anda esnek PCB üretmek için kullanılmaktadır.

İlk entegre devre kartı 1936 yılında mühendis Paul Eisler tarafından bir radyo tarafından kullanılmak üzere elle inşa edildi. Oradan , süreçler önce radyolarla, ardından her türlü bileşenle büyük ölçekli üretim için otomatikleştirildi.

PCB içinde ne var?

Basılı devreler, en azından en karmaşık olan bir dizi iletken tabakadan oluşur. Bu iletken tabakaların her biri, substrat adı verilen bir yalıtım malzemesi ile ayrılır. Vias adı verilen delikler , tamamen PCB'den geçebilen veya sadece belirli bir derinliğe kadar gidebilen çok katmanlı izleri bağlamak için kullanılır.

Substrat farklı bileşimlerden olabilir, ancak her zaman iletken olmayan malzemelerden olabilir, böylece elektrikli rayların her biri kendi sinyalini ve voltajını taşır. Şu anda en yaygın olarak kullanılan, temelde reçine ile kaplanmış, kullanımı ve işlenmesi çok kolay bir kağıt olan Pértinax olarak adlandırılmaktadır. Ancak yüksek performanslı ekipmanlarda, yangına dayanıklı reçine kaplı fiberglas malzeme olan FR-4 adı verilen bir bileşik kullanılır.

Elektronik bileşenler, kendi kısımları için, hemen hemen her zaman PCB'lerin dış alanına girecek ve uzantılarından tam olarak yararlanmak için her iki tarafa monte edilecektir. Elektrik izlerini oluşturmadan önce, PCB'nin farklı katmanları sadece alt tabaka ve bazı çok ince bakır levhalar veya diğer iletken malzemeler tarafından oluşturulur ve bunların oluşturulacağı bir yazıcıya benzer bir makine aracılığıyla ve oldukça işlemden geçirilir. uzun ve karmaşık.

PCB oluşturma süreci

Entegre devre kartlarının nelerden yapıldığını zaten biliyoruz, ancak bunların nasıl yapıldığını bilmek çok ilginç olurdu. Dahası, bu kartlardan birini satın alarak kendimiz temel bir entegre devre oluşturabiliriz, ancak elbette süreç gerçekte kullanılandan oldukça farklı olacaktır.

Yazılım kullanarak PCB tasarımı

Her şey PCB'nin tasarlanması, bileşenlerin bağlanması için gerekli elektrik hatlarının izlenmesi ve bileşenler için gerekli olan tüm bağlantıların üretilebilmesi için kaç katmanın gerekli olacağını listelemeyle başlar.

Bu işlem , mühendislik kariyerlerinde yaygın olarak kullanılan TinyCAD veya DesignSpark PCB gibi CAM bilgisayar yazılımları kullanılarak gerçekleştirilir. Sadece elektrikli parçalar tasarlanmakla kalmaz, aynı zamanda kurulu bileşenleri listelemek ve her konektörü tanımlamak için çeşitli etiketler de oluşturulur.

Geliştirme sürecindeki tüm gerekli adımlar belgelenir, böylece üretici proje size gönderildiğinde ne yapacağını tam olarak bilir.

Serigrafi ve fotoğraf düzeni

Bir kez tasarlandıktan sonra, projeyi doğrudan üreticiye geçiriyoruz ve bir PCB'nin fiziksel yaratılmasının başladığı yer olacak. Aşağıdaki işleme fotoğrafik izleme denir, burada yazıcı benzeri bir makine (fotoplotter) lazeri, elektronik elemanların bağlantı maskeleriyle bir grafik izler.

Bunun için yaklaşık 7 binde bir inçlik ince bir iletken metal tabakası kullanılır. Bu maskeler daha sonra elektronik bileşenlerin nereye yapıştırıldığını belirlemeye yarar. Daha gelişmiş işlemlerde, bu işlem bağlantı maskelerini bu metalle gravür eden bir yazıcıyla doğrudan PCB üzerinde yapılır.

İç katman baskısı

Yapılacak bir sonraki şey , farklı dahili elektrik raylarının PCB'sine özel bir bileşikle baskı yapmaktır. Bu, ışığa duyarlı veya kuru bir film malzemesiyle iletken bir desen oluşturmak için tabakadaki elektrik raylarının negatifinin “boyanmasını” içerir. Yaratılan bu film, fazla malzemeyi çıkarmak ve böylece son devrenin bir negatifini oluşturmak için bir lazer veya ultraviyole ışığa maruz kalır.

Bu işlem, PCB'nin iletken izleri olan iç katmanları varsa gerçekleştirilir. Ayrıca, bu işlem daha sonra nihai bakır izleri oluşturmak ve devre tasarımına göre PCB'nin dış katmanları üzerinde tekrarlanacaktır.

Muayene ve Doğrulama (AOI)

Farklı iletken hat katmanları yapıldıktan sonra, bir makine hepsinin doğru ve iyi çalıştığını kontrol edecektir. Bu, orijinal tasarımı fiziksel baskı ile karşılaştırarak, şort veya kırık parçaları aramak için otomatik olarak yapılır.

Pas filmi ve laminasyon

İletken izlerle yazdırılan tabakaların her biri, her katmanın bakır izlerinin yeteneklerini ve dayanıklılığını geliştirmek için bir oksit işlemine tabi tutulur.

İşlem sayesinde, özellikle hassas PCB'lerde veya bilgisayardakiler gibi çok sayıda bileşenle farklı iletken katmanların ve izlerin delaminasyonundan kaçınılacaktır.

Yapılacak bir sonraki şey , nihai PCB'yi oluşturmaktır, çünkü bunun için devre katmanlarının her biri, epoksi reçine, Pértinax veya kullanılan herhangi bir başka yöntemle fiberglas levhalar ile birleştirilecektir. Tüm bunlar bir hidrolik pres vasıtasıyla mükemmel bir şekilde yapıştırılacak ve entegre devre kartını bu şekilde elde edeceğiz.

Delik delme

Her durumda , farklı bakır katmanlarına ve izlerine katılabilmek için sondaj yaparak PCB'lere bir dizi delik açmamız gerekecek. Elektronik elemanları veya farklı konektörleri veya genişleme yuvalarını tutabilmek için tam deliklere de ihtiyacımız olacak.

PCB'nin bütünlüğünü korumak için delme işlemi son derece hassas olmalıdır, bu nedenle mevcut en sert malzeme için tungsten karbür kafaları kullanılır.

Metalik delikler

Bu deliklerin farklı iç raylarla iletişim kurabilmesi için, gerekli iletkenliği sağlamak için ince bakır filmli bir kaplama işlemi gerekecektir. Bu kaplamalar bir inçin 40 ila 60 milyonda biri olacak.

PCB şimdi dış yüzlerindeki bakır izleri izlemeye hazırdır.

Dış mekan parkuru filmi ve elektrokaplama

Şimdi dış iletken izleri yaratacağız ve bunun için dahili izleri oluşturmakla aynı prosedürü izleyeceğiz. İlk önce kuru filmi son devrenin negatifi olarak yaratırız. Daha sonra, bir lazer kullanılarak, bakırın biriktirileceği boşluklar iletken yollar oluşturmak için oluşturulur.

Ve daha sonra PCB , kuru folyo içermeyen alanlarda bakırın yapıştırılmasından ve böylece PCB'nin elektrik izlerinin oluşturulmasından oluşan bir elektrokaplama işlemine tabi tutulacaktır. PCB bakır bir banyoya yerleştirilir ve 0.001 inç kadar küçük parçalar oluşturmak için iletken desenlere elektrolitik olarak bağlanır.

Daha sonra, SES işlemine veya " strip-etch-strip " e gittiğimizde bu kimyasal saldırıyı korumak için bakırın üzerine başka bir kalay tabakası eklenecektir.

Şerit gravür şeridi

Bu sondan bir önceki adımdır, fazla bakır PCB'den çıkarılır, fazlalık teneke içine batırılmadığımızdır. Bu şekilde, sadece kalay korumalı bakır kalacaktır.

Daha sonra , tenekeyi kimyasal bir işlemle nihayetinde sadece bileşenleri bağlayacak ve elektriği taşıyacak olan bakır izleri bırakmak için çıkarmalıyız.

Şimdi başka bir AOI işlemi, maskeyi ve efsaneyi nihayet kaydetmek için her şeyin doğru olduğunu doğrulayacaktır.

Lehim maskesi ve gösterge

Son olarak, elektronik devre kartına bir lehim maskesi uygulanacak, böylece daha sonra bileşenleri raylara doğru ve gitmeleri gereken yere lehimlemek mümkündür.

Daha sonra bileşik efsanesi de basılır, tasarımcının konektörlerin adı, eleman kodu vb.Gibi PCB'de sağlamak istediği bilgiler . Buna ek olarak, PCB'nin son tasarımı, oyun anakartlarında gördüğümüz gibi üreticinin vermek istediği renklerle de yapılacaktır.

Bileşen kaynağı ve son testler

PCB hazırdır ve yüksek hassasiyetli robot kolları ve karşılık gelen yuvalar aracılığıyla sadece bileşenler eklenecektir. Bu şekilde kart elektriksel olarak test edilmeye hazırdır ve düzgün çalışıp çalışmadığını kontrol eder.

Bu elemanları doğru bir şekilde kaynaklamak için bağlantı maskeleri de ekleyeceğiz.

Sonuç ve son sözler

Tamamen PCB'nin ne olduğu ve nasıl üretildikleri ile ilgili. Sürecin oldukça karmaşık olduğunu ve birçok adım gerektirdiğini gördüğünüz gibi, daha sonra beklendiği gibi çalışabilmesi için hassasiyetin maksimum olması gerektiğini unutmamalıyız.

PCB'ler çok daha az alanda çok sayıda bileşeni barındırabilmek için daha ince ve daha yoğun izlerle daha karmaşık hale geliyor.

Ayrıca piyasadaki en iyi anakartlara yönelik kılavuzumuzu ziyaret etmenizi öneririz

Ayrıca bu eğiticileri ilginç bulacaksınız:

Herhangi bir sorunuz varsa veya düzeltme yapmak istiyorsanız, yorumlara yazın. Umarız bu bilgiler ilginçtir.