PCB (Printed Circuit Board) yani baskı devre kartı, elektronik devre elemanlarını bir arada tutan ve elemanlar arasında elektriksel olarak bağlantı sağlayan karttır. Herhangi bir elektronik tasarımın yapı taşında bu kartlar yer almaktadır. Baskı devre kartlarının birçok katmanlı şekilde değişik tipleri vardır. Garaj kapısını açan tek katmanlı karttan, süper bilgisayar ve sunucularda yer alan 60 katlı kartlara kadar bütün elektronik cihazlarda PCB vardır. Jeneratör, motor veya elektrik hatları gibi güçlü manyetik alanlar üreten elektrikli cihazların yakınına yerleştirilen cihazların iletişim sinyallerinde dalgalanmalara neden olur. Bu nedenle PCB’ler manyetik alan üreten cihazlardan uzak tutulmalıdır.
İlk olarak 1936 yılında Avusturyalı Paul Eisler tasarlanmış, orijinal olarak Charles Ducas tarafından patenti alınmış bir elektronik karttır. Bu kart ile yapılan ilk tasarım bir radyo sistemini çalıştıran PCB’dir.
Board üzerinden de PCB gibi aynı işlevler sağlanır. Fakat board ile yapılan tasarımlarda temassızlık, kablo karışıklığı, zor hata bulunması, yavaş üretim ve elektriksel gürültü gibi zorlukları vardır. Bu yüzden PCB’ler board üzerinde yapılan tasarımlara göre böyle kolaylıklar sağlar.
PCB’nin Yapısı
Daha önce PCB’nin katmanlı bir yapıya sahip olduğunu söylemiştik. Katmanlı ama tek bir bütün olacak şekilde ısı ve yapıştırıcı ile birlikte lamine edilmiştir. Farklı tabakaları vardır. Alt tabaka cam elyafıdır. Bu fiberglas için en yaygın olanı FR4’tür. Isıya dayanıklı, kendiliğinden sönme, neme ve sarsıntıya dayanaklılık gibi özellikleri vardır. Daha ucuz PCB’lerde FR4’ün yerini, epoksi ve fenolik gibi malzemeler almaktadır. Bakır katmanı, ısı ve yapışkanla katlanmış ince bir folyodur. Çift taraflı PCB’lerde alt tabakanın her iki tarafını da bakır kaplamaktadır. Lehim maskesi, bakır folyonun üzerindeki tabakadır. PCB’ye yeşil veya kırmızı gibi renkler verir. Bu katman kullanıcının doğru yerlere lehim yapmasını sağlar. Serigrafi, üst tabakadır. PCB’ye kolay montaj yapılmasını, panoyu kolay anlamamız için harfler, sayılar ve sembollerin yer aldığı kısımdır. Her pin veya led işlevini belirtmek için genellikle serigrafi etiketleri vardır.
PCB Tasarımında Dikkat Edilmesi Gerekenler
- Tüm bileşenler aynı yöne doğru olmalı.
- Devre kartı küçük boyutlu bileşenlerden büyük boyutlu bileşenlere doğru soldan sağa veya sağdan sola şeklinde olmalıdır.
- Isınma problemleri için hangi elemanın en fazla ısı yaydığı belirlenir. Sonrasında datasheet üzerinden Thermal Resistance derecelendirmesine bakılmalıdır.
- Kritik durum bileşenleri yani entegre ve işlemci gibi elemanlar, yüksek sıcaklık olan bölgeden uzak tutulmalıdır.
- Çok katlı devrelerde toprak hattını orta noktaya koyarsanız, güç hattı frekansını azaltmak ve sinyalleri korumak için küçük bir empedans yolu geçirmelisiniz.
- Büyük toprak hattı olması durumunda alt ve üst kapasitif etkiyi azaltmak için analog topraklamayı sadece analog hatlardan geçirin.
- Devre kartı elemanların sığabileceği en küçük kapasitede olmalı büyük boşluklar bırakılmamalıdır.
- Yol çizimlerinde 90 derecelik dönüşler yerine 45 derecelik dönüşler yapılmalıdır. 90 derecelik dönüşlerde elektromanyetik girişimlerin gücü artar.
- Toprak ve güç hattı yol kalınlıklarını geniş tutmaya özen gösterin.
Tasarımlarda bu konulara dikkat ederseniz kısa zamanda daha doğru şekilde bir kart ortaya çıkarmış olursunuz.
PCB Geri Dönüşümü
Yılda 2,000 tonun üzerinde elektronik devre kartı toplamakta ve içlerindeki değerli metalleri geri kazandırmaktadır. Devre kartlarının geri dönüşümü, kuvvetli kırıcılar yardımıyla küçük parçalara ayrılması ile başlar. Değerli metal geri kazanım yöntemi olarak hirometalurji ve pirometalurji gibi yöntemler kullanılır. Genelde pirometalurji yöntemini tercih ederler. Kartlar eritilerek içindeki değerli metaller sıvı bakır içine girer. Sonra altın, gümüş, paladyum gibi metaller bakır elektrolizi yöntemi ile geri dönüşümü sağlanır.
Kaynakça:
- elektrikinfo.com
- www.elektrikport.com
- www.emo.org.tr
- www.elektrobot.net
- unsplash.com
- www.gclcevre.com
