PCB Nedir?

PCB kelime anlamı olarak baskılı devre kartı anlamına gelmektedir. PCB devreleri ortaya çıkmadan önce elektronik devreler hem karmaşık hem de zahmetli bir süreç olan noktadan noktaya kablolama süreci inşa edilmekteydi. Bu yöntemle inşa edilen elektronik devrelerde kablo yalıtımlarının yıllar içerisinde eskimeye ve çatlamaya başlamasından dolayı sık sık arızalar ve kısa devreler meydana gelmekteydi. Elektronik bileşenlerin boyutlarının ve maliyetlerinin düşmeye başlamasıyla elektronik tüketim malları daha yaygın hale gelmeye başlamıştır. Bunun sonucunda üreticiler yüksek maliyetlerin ve büyük boyutların düşürülmesi için bir çözüm aramaya başlamıştır. Böylece ortaya PCB çıkmıştır.

Bir PCB kartını tanımlamak için baskılı devre kartlarının gelişimini 20. Yüzyılın başlarına bakmalıyız. İlk PCB patentleri 1900‘lü yılların başlarında yayınlanmıştır ancak bizim tanıdığımız PCB’ler ilk olarak 2. Dünya Savaşından sonra kullanılmaya başlanmıştır. 1925 ‘te Amerika Birleşik Devletleri’nden Charles Ducas elektriksel olarak iletken mürekkeplerle bir şablondan baskı yaparak doğrudan yalıtılmış bir yüzey üzerinde bir elektrik yolu oluşturma yöntemi için bir patent başvurusu yaptı. Bu sayede patentte tarif edilen yöntem baskılı devre ismini almıştır. İlk PCB 1943’te Avusturalyalı bir bilim adamı olan DR Paul Eisler tarafından yapılmıştır.

O zamandan beri PCB teknolojisi çok gelişmiştir. Delik duvarlarının kaplanmasına imkan sağlayan tekniklerin gelişmesiyle PCB’ler çift taraflı olarak üretilmeye başlanmıştır. Daha sonra kart yüzeylerinde korozyonu engellemek için lehim maskeleri geliştirilmiştir. Lehim maskesinin evrimine yön veren artan karmaşıklıklar ve yoğunluklar iletken olmayan malzeme katmanları arasına lamine edilmiş bakır yol katmanları eklenmesi gerekliliğini ortaya çıkarmıştır. 1961 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde ilk çok katmanlı PCB’ler kullanılmaya başlanmıştır. Transistorların geliştirilmesi ve diğer devre bileşenlerinin minyatürleşmesi daha fazla üreticiyi artan sayıda ihtiyaç için PCB kullanmaya yöneltmiştir. Havacılık ve uzay ekipmanı, uçuş enstrümantasyonu, bilgisayarlar ve telekomünikasyon ürünlerinin yanı sıra savunma sistemleri ve silahların tümü, çok katmanlı bir devre kartının sağladığı yerden tasarruftan yararlanmaya başlamıştır. Entegre devrelerin icadının ardından, devre kartı neredeyse her şekilde küçülmeye devam etmiştir.

PCB teknolojisi günümüzde de aktif olarak kullanılan ve gelişen bir teknoloji olmaya devam etmektedir. Bunun sonucunda PCB’lerin ihtiyaçlar doğrultusunda çeşitleri ortaya çıkmıştır. PCB çeşidi kullanılacağa alana göre değişiklik göstermektedir.

Materyal’e göre PCB çeşitleri

• Alüminyum Destekli PCB 

Alüminyum destekli PCB‘yi diğer türlerden ayıran özellik termal iletkenlik katsayısıdır. Isı iletkenliğinin yüksek olmasından dolayı bu tür PCB’ler güç kaynakları, otomotiv lambaları, trafik ışıkları, motor kontrol cihazları gibi yüksek çıkış gücü isteyen uygulamalarda yaygın olarak kullanılmaktadırlar. PCB özellikleri aşağıda verildiği gibidir. Mükemmel ısı dağıtımına sahiptir. Esnek ve dayanıklıdır. Alüminyum, ısıyı devre bileşenlerinden dağıtmak için ideal bir seçenektir ve ısının, levhanın geri kalanına aktarmak yerine atmosfere aktarılmasını sağlar. PCB üretim süreci, basit tek katmanlı tasarımdan, havacılık ve tıp alanında kullanılabilecek en karmaşık tasarımlara kadar şaşırtıcı bir şekilde geliştirilmiştir. Üretimde ve geri dönüşümde çevre dostudur. Termal iletkenliği 0,8‘den büyüktür.

• CEM1

Tek katlı PCB üretiminde en yaygın kullanılan malzemedir. Standart CEM-1 malzemesi, bir yüzeyde bir kat cam elyaf laminant (FR-4) içeren selüloz esaslı kompozit malzemedir. CEM-1, 1 katmanlı baskılı devre kartlarının üretimi için FR-4 malzemesi için daha ucuz bir alternatiftir. Üretimi kolaydır. Elektriksel özellikleri bakımından FR-4’e çok yakındır. Termal iletkenliği 0,48’dir.

•  FR4

FR-4 elektronikte en yaygın olarak kullanılan PCB türüdür. Levhalar, özel uygulamalarına bağlı olarak dört ila sekiz kat malzeme ile yapılabilir. FR-4 devre kartları dokuma fiberglastan yapılmış ve epoksi ile kaplanmıştır. Sert bir malzemedir. Eğilmeye ve çeşitli sebeplerden dolayı oluşabilecek çatlamalara karşı dayanıklıdır. Yalıtım özellikleri oldukça iyidir. PCB üretiminde en çok kullanılan malzemelerden biri olduğu için üreticileri arasında yüksek aşinalığa sahiptir. Çok katlı kartlar için en iyi seçimdir. Termal iletkenliği 0,25 ‘tir.

Bkz: ODAK ARGE