Delikli PCB nedir?
Geçiş deliği, elektrik iletken bir malzeme (örneğin baskılı devre kartı (PCB)) üzerinde bulunan ve uçların lehimlendiği, metal kaplamalı bir deliktir. Bu metal, lehimden daha yüksek elektrik iletkenliğine sahip olmakla birlikte, bazen lehimden daha korozyona dayanıklı olması nedeniyle tercih edilir. Kullanılan malzemeler arasında pirinç, bakır ve paslanmaz çelik bulunur.
Delikli devre kartları nerede kullanılır?
Üreticiler, bir PCB'nin yüzey montajlı versiyonunu yapmak yerine, pedler yerine deliklerin kullanılması mantıklı olan belirli uygulamalar için delikli bileşenler kullanabilirler.
Delikli bir PCB'nin bir tarafında, bileşenleri vida veya cıvatalarla sabitlemek için standart bir matkap ucu veya diğer aletler için yeterince büyük montaj delikleri bulunur. Kartın diğer tarafında genellikle bileşenlerin kartın arka tarafına kolayca lehimlenebilmesi için bakır pedler bulunur.
PCB'deki delik türleri
Delikli baskılı devre kartı (TH PCB veya TH kartı), elektronik sektöründe kullanılan en yaygın baskılı devre kartı türüdür. Delikli kartlar, tek uçlu ve çift uçlu versiyonlara ayrılabilir. Geleneksel olarak, PCB üzerinde 3 türe ayrılır:
- Kaplamalı Delik (PTH)
Kaplamalı delik, her iki yüzü de genellikle bakır olmak üzere bir metal tabakayla kaplanmış bir tür geçiş deliğidir (baskılı devre kartının içinden baştan sona geçen delik).
- Delikten Gömülme (BVH)
Gömülü via deliği, bakır kaplama ile kaplanarak görünmez hale getirilmiş bir via deliğidir. Birçok devre kartında, tel sargılı bağlantılar için tasarlanmış bakır kaplı alanlar bulunur. Bu bakır kaplı alanlar oksitlenebilir veya hasar görebilir. Gömülü vialar, bu bağlantıları onarmak veya değiştirmek için bir yol sunar. Hasarlı bir tel değiştirildiğinde veya kart üzerinde onarım çalışması yapıldığında, gömülü via görünür hale gelebilir.
- Kör Geçiş Deliği (BVH)
Kör geçiş deliği, baskılı devre kartının üst veya alt katmanını bir veya daha fazla iç katmana bağlayan bakır kaplı bir deliktir.
Delikli PCB'nin Avantajları
- Daha uzun ömür
Delikli bileşenler onlarca yıl dayanabilirken, yüzeye monte bileşenlerin ömrü yalnızca birkaç yıldır. Bunun nedeni, delikli bileşenlerin daha büyük bir kısmının dış ortama maruz kalarak korozyona uğrayabilmesi, yüzeye monte bileşenlerin ise yalnızca yüzeylerinde temas noktalarına sahip olmasıdır.
- Yedek parçaları bulmak daha kolay.
Ürününüz halen üretimde değilse ve yüzey montaj teknolojisi (SMT) devre kartı kullanmıyorsa, delikli tasarımlar için yedek parçalar bulabilirsiniz.
- Daha düşük maliyet
Delikli kartların üretimi ve montajı daha ucuzdur. Bir SMT ürününü monte etmek için, çalışanların bileşenleri doğru yere yerleştirmek üzere pahalı yerleştirme robotları kullanması gerekir; bu da maliyetlidir.
- Kabloları takmak daha kolay
Yüzey montajlı kartlarda kullanılan özel yapıştırıcılar ve sıcak eriyik yapıştırıcı yerine, kabloları delikli kartın etrafına kolayca sararak sabitleyebilirsiniz.
Delikli PCB'nin Dezavantajları
- Montaj süresi daha uzun
Delikli kartların montajı, SMT kartlara göre daha uzun sürer; çünkü bu kartların montajı için özel bir pnömatik veya mekanik pres gereklidir ve çalışanlar işi tamamlamak için lehim havyası kullanmak zorundadır.
- Hata riski
Delikli devre kartlarının işlenmesi daha çok manuel bir işlem olduğundan, montaj sürecinde hata riski daha yüksektir
- Daha ağır
Delikli kartlarda SMT kartlara göre daha fazla ve daha büyük bileşen bulunur; bu da onları daha ağır hale getirir.
Delikli PCB'ler nasıl üretilir?
1. Şematik Şekil Oluştur
Bu sürecin ilk adımı, bilgisayar destekli tasarım (CAD) şeması oluşturmaktır.
2. PCB Tasarımı
Yerleşim şeması, bileşenlerin elektriksel ve fiziksel yerleşimini ve aralarındaki bağlantılarını gösteren görsel bir temsildir. Boyutlar, malzemeler, izler vb. gibi tüm verileri buraya girersiniz.
İpucu
: Kullanılan malzemelerin açıklaması, özel montaj gereklilikleri veya kullanılan yapı türüyle ilgili bir not gibi ek bilgiler de içerebilir.
3. PCB Fotorezisti ve Görüntü Aktarımı
3.1 PCB Fotorezisti
Bir sonraki adım, PCB montaj görüntüsünü oluşturmak için kullanılacak bir fotorezist PCB düzeni hazırlamaktır.
Bunu yapmak için, düzen şemasını, üzerine bir ışık deseni yansıtan bir fotomaske makinesine yerleştirirsiniz. Işık deseni, şemadan geçerek kimyasal işlemden geçirilmiş ince bir kağıt tabakasına (fotorezist olarak adlandırılır) ulaşır. Fotorezist ışığa maruz kaldıktan sonra, bir çözücü ile geliştirilir.
3.2 PCB Görüntü Aktarımı
Genel olarak, PCB iç katmanının dış ortama maruz kalmaması nedeniyle, bu katmana görüntü aktarımı gerekli değildir. Ancak, ürününüzü daha estetik hale getirmek veya hasara karşı korumak istiyorsanız, PCB iç katmanına görüntü aktarımı önerilir.
4. PCB İç Katman Aşındırma
PCB iç katmanının aşındırılması, asit çözeltisine daldırılan bakır folyonun altındaki katmanda bulunan bakır(I)’ı uzaklaştırma işlemidir.
Bunun nedeni, PCB yüzeyindeki bakırın yalıtkan görevi görerek elektrolitik veya katı polimerik parçalarla iyi bir bağlantı kurulmasını engelleyebilmesidir.
Bu tabakayı çıkarmak için bir aşındırma çözeltisi (örneğin sülfürik asit, nitrik asit veya konsantre sülfürik asit) kullanılabilir. Çözelti bir tanka dökülebilir ve üzerine bir PCB (yüzeyinde bakır bulunan) daldırılabilir. Çözelti etkin aşamasına geldiğinde, PCB'yi tanktan çıkarabiliriz.
İpucu
PCB'nin iç katmanını aşındırırken, akı transferinin mümkün olmadığını ve akıyı doğru yönde aktarmaya özen göstermeniz gerektiğini unutmayın.
5. İç kısımdaki kuru film sıyırma
PCB iç kuru film sıyırma işlemi, PCB (Baskılı Devre Kartı) üzerindeki film kaplamanın sıyırılmasını içerir; bu sayede PCB yüzeyindeki tek tek bileşenler şeffaf tabakanın arkasından görülebilir hale gelir.
PCB iç kuru film sıyırma işlemi, bir sıyırıcı kullanılarak ve/veya DesoxIT gibi bir cihazla kaplamayı manuel olarak çıkararak manuel olarak veya DRI-RAD veya DRI-RAS gibi bir cihazla otomatik olarak yapılabilir.
İpuçları
a) PCB iç kuru film sıyırma, PCB yüzeyine zarar vermeden PCB'leri temizlemek ve hurdaya ayırmak için uygun maliyetli ve risksiz bir yöntemdir.
b) PCB yüzeyindeki kaplamayı temizlemek için PCB'nin bir süre çözücü banyosuna daldırılması gerekir.
c) Üzerinde PCB işaretleri bulunmayan PCB'lerde ve ayrıca EMI ekranlama, RF ekranlama vb. işaretleri bulunan PCB'lerde kullanılabilir.
6. PCB'de delik delme
Bir sonraki adım, bileşenleri PCB üzerine monte etmek için panelde delikler açmaktır. Panel, PCB alt tabakalarında geçiş delikleri oluşturmak üzere döner matkaplar ve PTH matkapları gibi aletler kullanan bir delme makinesinin altına yerleştirilir.
7. PCB bakır kaplama
Ardından, açıkta kalan bakır paneli ince bir bakır tabakasıyla kaplayın. Bunu elektrokaplama veya akımsız kaplama yöntemleriyle yapabilirsiniz.
8. lehim maskesi
PCB lehim maskesi, neme maruz kalma sonucu kart yüzeyinde oluşan tortu miktarını azaltmak amacıyla PCB üzerine uygulanan bir kaplamadır. Lehim maskesi, kart yüzeyine yapışan bir reçineden yapılmıştır ve her iki yüzünde dielektrik bir kaplama bulunur.
9. Dış katman fotorezist
PCB Dış Katman Fotorezisti, fleksografik baskıya benzer bir şekilde PCB üzerinde bağımsız fotorezist yapıları oluşturmak için kullanılır.
Fotorezist, bir spin kaplayıcı veya salınımlı bant kaplayıcı kullanılarak PCB'ye uygulanır ve üretici tarafından sağlanan herhangi bir özel işleme uygun olarak UV veya görünür ışık altında kürlenir. Ortaya çıkan bağımsız fotorezist yapıları, aşındırma işleminden önce devre deseniyle birleştirilebilir.
10. Dış katman görüntü aktarımı
Dış katman transferi için ıslak mendil ve kağıt transferi yöntemleri kullanılabilir. Islak mendil ve kağıdı PET veya PE laminasyon gibi yalıtım malzemesi üzerine aktarın.
PCB üretiminde ENIG işlemi kullanılırken aşağıdaki adımlara uyulması gerekmektedir:
1). Nikel banyosuna daldırma.
2). Alan kurutma/duyarsızlaştırma.
3). Su ile yıkama.
4). Aqua dip ile yıkama.
5). Banyoya ikinci daldırma.
6). Son kurutma/sertleştirme ünitesi.
12. Elektro-kalaylama
Elektro-kalaylama, yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) filmin bir baskılı devre kartının (PCB) yüzeyine elektrokaplama yoluyla kaplandığı bir işlemdir.
PCB'ler önce anot görevi görecek şekilde silan ile kaplanır ve elektrolit katot görevi görür; ardından PCB üzerindeki elektrik kontakları ile elektrolit arasına düşük voltaj uygulanarak kaplama yapılır.
13. Dış ıslak film sıyırma
Dış ıslak film sıyırma işlemi, devre kartlarının bitmiş ürünlere monte edilmesinden önce üzerlerindeki boya veya kaplamayı temizlemek amacıyla kart ile çevresindeki plastik veya metal gövde bileşenleri arasında gerçekleştirilir.
14. Dış Katmanın Aşındırılması
PCB'nin dış katmanı, aşağıdaki parçaları oluşturmak üzere aşındırılır:
a) Lehimleme için tellerin geçmesi gereken bir açıklık.
b) Yönlendirme için PCB üzerinde belirleyici bir desen.
c) Bileşenlerin PCB üzerine lehimlenmesi için bir açıklık.
d) PCB'nin bir baskılı devre kartına yapıştırılmasını sağlayan bir kaplama.
İpucu
PCB'nin dış ve iletken katmanlarını aşındırırken, PCB'leri havadaki oksitlerden ve partiküllerden korumak önemlidir; çünkü bunlar çiplere girerek kısa devreye neden olabilir veya çipi tahrip edebilir. Bu nedenle, PCB'nin dış katmanını aşındırmadan önce tüm tozu toplayıp güvenli bir şekilde bertaraf etmelisiniz.
15. Haber özetleme
Kalay sıyırma, PCB'den kalay ve bakırın çıkarılması işlemidir. Bu işlem, ürünün türüne, malzemelerin mevcudiyetine ve operatörün beceri ve deneyimine bağlı olarak çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilebilir.
a). PCB üzerindeki kalay kaplamasını sökmenin en yaygın yolu, çözücü kullanmaktır. Çözücü bazlı sökme işlemi etkilidir, ancak zaman alır ve zehirli yan ürünlerin oluşmasına neden olabilir.
b). Diğer bir seçenek ise asit veya hidroklorik asit kullanmaktır. Asit bazlı sökme işlemi daha hızlıdır, ancak kalay kalitesinin düşmesine neden olur.
c). Üçüncü bir seçenek ise bu iki yöntemi birleştirmektir; önce boyayı çıkarmak için çözücü kullanılır, ardından kalan kalayı sökmek için asit uygulanır.
HASL, baskılı devre kartından (PCB) fazla lehim kalıntılarını temizleyen bir lehimleme işlemidir.
HASL işlemi basittir: PCB, sıcak hava tabancasıyla erime noktasının üzerine ısıtılır ve fazla lehim bu şekilde yakılarak PCB'den uzaklaştırılır.
İpucu
Bu yöntem iyi sonuç verse de bazı sınırlamaları vardır:
a). Sıcak hava tabancası her seferinde sadece birkaç saniye kullanılabilir.
b). Ayrıca, PCB'lerdeki yüzey kusurları nedeniyle, bazı lehim kaçınılmaz olarak karttan koparak tabancanın üzerinde kalacaktır.
c). Kartınız için düz bir yüzey bulunmadığından, bununla başa çıkmanız gerekir.
d). Kartları birbirine tutturmak için iki adet karta ihtiyacınız vardır.
17. Delikli PCB montajı
Delikli devre kartı montajında birkaç yöntem vardır:
- Parçaları yerleştirin
Yüzey montaj teknolojisi (SMT), çok sayıda delikli PCB'nin montajı için en verimli seçenektir. SMT, bileşenlerin kart yüzeyindeki bağlantı noktalarına bağlanan pimler aracılığıyla doğrudan kartın üzerine monte edilmesini sağlar.
- delikli PCB lehimleme
Bileşenler devre kartına yerleştirildikten sonra, bunları yerleştirme ve lehimleme ekipmanıyla birbirine lehimleyebilirsiniz. Ayrıca, elektrik devresi oluşturmak için bileşenler arasında kablolar, iletken yapıştırıcılar veya diğer bileşenler kullanarak bağlantılar kurabilirsiniz.
PCB lehimleme ipuçları:
Yeni Başlayanlar İçin 9 Temel Elektronik Lehimleme İpucu ve Püf Noktası
18. Delikli PCB testi
Montaj işlemi tamamlandıktan sonra, tüm bileşenlerin gerektiği gibi çalıştığından emin olmak için test edilir.
T-Hole test noktası
Delik test noktası, bir bileşenin iç sinyallerine (pimlere) erişmenizi veya bu pimlere kablolar ya da atlama kabloları bağlamanızı sağlayan, baskılı devre kartındaki küçük bir deliktir.
Ayrıca, devre kartında herhangi bir değişiklik yapmadan iki farklı bileşen arasındaki sinyalleri bağlamak için de kullanılabilirler.
Delikli PCB Boyutu
Delikli devre kartı boyutları için resmi bir standart bulunmamaktadır. Bununla birlikte, iyi sonuçlar elde etmek için izlenebilecek bazı kılavuzlar şunlardır:
1. PCB'nin hangi tür bileşen için kullanılacağı.
2. Bileşenin özellikleri (boyut, şekil ve ağırlık).
3. Bileşenin yapıldığı malzeme.
4. Söz konusu bileşenin miktarı ve boyutu.
5. PCB üzerinde delik açmak için kullanılan PCB delme makinesinin kapasitesi (varsa).
PCB Delik Boyut Tablosu
İpuçları
: Delik ne kadar küçükse, o kadar az kurşun izi gerekir; Delik ne
kadar küçükse, sinyal kaybı o kadar fazla olur; Delik ne
kadar küçükse, hassas bir şekilde delmek o kadar zorlaşır.
PCB delik boyutu hesaplayıcı
Saturn PCB Toolkit, özellikle tasarımcılar ve mühendisler için PCB hesaplamaları konusunda harika bir ücretsiz yazılım kaynağıdır. Bu araç, geçiş deliği çapı, devre yolunun akım kapasitesi, akım, diferansiyel çiftler ve daha pek çok kullanışlı özelliği içermektedir.
