PCB Nedir?
Baskılı devre kartları veya İngilizce kısaltmasıyla PCB (Printed Circuit Boards), elektronik bileşenlerin mekanik desteğini sağlamak ve elektrik bağlantılarını kurmak için kullanılan temel yapı taşlarıdır. PCB teknolojisi sürekli olarak gelişmekte ve çeşitlenmektedir. Kullanım amaçlarına göre çeşitlenen PCB'ler, yüksek güç uygulamaları için alüminyum destekli, standart elektronik uygulamalar için ise FR-4 tipi malzemelerden yapılmaktadır.
PCB'lerin tasarım ve üretim teknikleri son yıllarda önemli ölçüde ilerlemiştir. İnceleme ve üretim süreçleri daha hassas hale gelmiş, daha yüksek yoğunlukta ve karmaşıklıkta devreler üretilebilir olmuştur. PCB çizimi genellikle OrCad, Proteus (ISIS ve ARES), Protel ve PCAD gibi bilgisayar programları ile yapılmaktadır.
PCB'ler genellikle FR-4 malzemeden yapılmaktadır, bu malzeme iyi mekanik dayanıklılık ve yalıtım özellikleri sağlar. Daha yüksek ısı iletkenliği gerektiren uygulamalar için metal destekli veya polimer tabanlı alternatifler de bulunmaktadır. PCB’lerin kullanılması devrenin kapladığı alanın, ara bağlantıların ve kablo kullanımının en aza indirilmesini sağlar. Aynı zamanda devre elemanlarını monte etmek çok daha kolaydır. PCB’ler, kurulan kablo bağlantılarının ve ara bağlantıların çok olduğu diğer devrelere kıyasla darbe ve sarsılmalara daha dayanıklıdır. Modern PCB üretiminde çevresel etkiler minimize edilmekte, geri dönüşüm süreçleri geliştirilmektedir. Bu da endüstriyel uygulamalarda sürdürülebilirlik açısından önemli bir avantaj sağlamaktadır.
PCB'ler artık sadece elektronik cihazlarla sınırlı kalmamakta, otomotiv, tıbbi cihazlar ve endüstriyel ekipmanlar gibi çeşitli sektörlerde de kullanılmaktadır. Özellikle IoT (Nesnelerin İnterneti) ve akıllı cihazların yaygınlaşmasıyla PCB talebi artmaktadır. PCB teknolojisi, elektronik endüstrisinin temel taşlarından biri olmaya devam etmektedir. Bu süreçte, malzeme bilimi, üretim teknikleri ve uygulama alanlarındaki ilerlemeler, PCB'lerin daha verimli, güvenilir ve çeşitli şekillerde kullanılmasını sağlamaktadır.
Materyal’e göre PCB çeşitlerini detaylandırmak gerekirse;
- Alüminyum Destekli PCB
Alüminyum destekli PCB'ler, yüksek termal iletkenlik katsayısı ile diğer türlerden ayrılır. Bu yüksek ısı iletkenliği, güç kaynakları, otomotiv lambaları, trafik ışıkları ve motor kontrol cihazları gibi yüksek çıkış gücü gerektiren uygulamalarda yaygın olarak kullanılmalarını sağlar. Mükemmel ısı dağıtımı sağlayan bu PCB'ler, esnek ve dayanıklıdır. Alüminyum, ısıyı devre bileşenlerinden uzaklaştırmak için ideal bir seçenektir ve ısının levhanın geri kalanına yayılmak yerine atmosfere aktarılmasını sağlar. Üretim süreci basit tek katmanlı tasarımlardan, havacılık ve tıp alanında kullanılabilecek karmaşık tasarımlara kadar çeşitlilik gösterir. Ayrıca, çevre dostu olup geri dönüşümde kolaylık sağlar. Termal iletkenlik katsayısı 0,8'den büyüktür.
- CEM-1 PCB
Tek katmanlı PCB üretiminde en yaygın kullanılan malzeme olan CEM-1, bir yüzeyde bir kat cam elyaf laminant (FR-4) içeren selüloz esaslı kompozit bir malzemedir. CEM-1, FR-4 malzemesine daha ucuz bir alternatif olarak kullanılır ve tek katmanlı baskılı devre kartlarının üretimi için uygundur. Üretimi kolay olup, elektriksel özellikleri bakımından FR-4'e çok yakındır. Termal iletkenlik katsayısı 0,48'dir, bu da birçok elektronik uygulamada yeterli performans sağlar.
- FR-4 PCB
FR-4, elektronikte en yaygın olarak kullanılan PCB türüdür. Dokuma fiberglas ve epoksi reçine ile yapılan bu levhalar, özel uygulamalara bağlı olarak dört ila sekiz kat malzeme ile üretilebilir. Sert ve dayanıklı bir malzeme olan FR-4, eğilmeye ve çeşitli sebeplerden dolayı oluşabilecek çatlamalara karşı dirençlidir. Yalıtım özellikleri oldukça iyidir ve bu nedenle çok katmanlı kartlar için en iyi seçimdir. PCB üretiminde en çok kullanılan malzemelerden biri olduğu için üreticiler arasında yüksek aşinalığa sahiptir. Termal iletkenlik katsayısı 0,25'tir.