Sert PCB

Sert PCB Nedir?

Sert baskı devre kartları (PCB), sağlam, bükülemez bir alt tabaka üzerinden üretilir. Cihaz montajı için kalıcı, sabit bir yapı sunarlar ve elektrik bağlantıları ile fiziksel destek sağlarlar. Katlanabilir ve deformasyona uğrayan esnek PCB'lere kıyasla sert PCB'ler mekanik dayanıklılık ve yapısal bütünlük sağlar. Bu özellikleri sayesinde yapısal destek isteyen cihazlarda kullanıma uygundurlar.

Çoğu sert PCB, cam elyafı (FR4) veya diğer sert laminat malzemelerden yapılır ve epoksi reçine ile güçlendirilir. Kimyasal ve termal işlemler sayesinde bu malzemeler ısıya, kimyasal korozyona ve strese karşı daha güçlü direnç kazanır. Cam elyafı çoğu sert PCB'nin temelini oluşturur. Ayrıca kapasitörler, yongalar, dirençler gibi elektronik bileşenler de eklenir ve lehimlenerek elektrik akımının uygun şekilde akışı sağlanır.

LHD TECH'te Sert PCB Özellikleri

Sert PCB yapısı

Sert PCB'nin güvenilirliği, her bir katman yapısı ile tüm makine montajı arasındaki sinerjiye bağlıdır. Başlıca aşağıdaki katmanları içerir:

1. Temel malzeme katmanı

En önemli kısmı olan sert PCB tabaka yapısı, PCB'nin dayanıklılık ve sertlik kazanmasını sağlayan esas yapıdır. Substrat çoğunlukla cam elyafı ile takviye edilmiş epoksi reçineden (FR4) yapılır ve tüm devre kartının "iskeletini" oluşturur.

2. Bakır katmanı

Bakır katmanı, kart üzerindeki bileşenler arasında sinyal ve güç iletimini sağlayarak her bir kısmı birbirine bağlar. Üretim yöntemi, FR4 gibi substrat hazırlanmasından sonra rijit PCB üzerine bir tabaka bakır folyo laminasyonu yapılmasıdır.

3. Lehim maskesi

Genellikle görünen yeşil yüzey, lehim maskesidir. Sadece estetik bir görünüme sahip olmakla kalmaz; aynı zamanda bakır hatları korur ve lehimleme süreci sırasında kısa devrelerin önlenmesini sağlar.

4. Silkscreen katmanı

Silk ekran katmanı, kullanıcıların kart bilgilerini anlayabilmesi için PCB kart üzerine bilgilerin yazdırılmasında kullanılır. Bu bilgiler, parça etiketleri, logolar ve referans sembolleri gibi içerikleri kapsar ve üretim, montaj ve daha sonraki bakım süreçlerini kolaylaştırır.

Sert PCB Türleri

Uygulama alanlarına göre farklı ihtiyaçlara uygun birçok sert PCB türü bulunmaktadır:

1. Tek Taraflı Sert PCB

Tek taraflı sert PCB kart en temel türdür, substratın bir yüzünde bakır katmanı bulunur. Düşük maliyetli, üretim açısından basit ve düşük yoğunluklu uygulamalar için uygundur; örneğin LED lambalar, hesap makineleri vb.

2. Çift Taraflı Sert PCB

Çift taraflı sert PCB, her iki yüzünde de bakır katmanlara sahiptir, daha karmaşık devre tasarımlarını destekleyebilir ve kontrol sistemleri, amplifikatörler ve endüstriyel ekipman gibi alanlarda yaygın olarak kullanılabilir.

3. Çok Katmanlı Sert PCB

Üç veya daha fazla bakır katmandan oluşan çok katmanlı sert PCB'ler, izole edici malzemelerle ayrılmıştır. Akıllı telefonlar ve tıbbi cihazlar gibi yüksek yoğunluklu uygulamalarda yaygın olarak kullanılır.

4. Ağır bakır sert PCB

Daha yüksek akım, mekanik gerilim ve termal yükleri kaldırabilen ağır bakır PCB'ler, güç ekipmanları ve yüksek güçlü uygulamalar için uygundur.

5. Yüksek Tg sert PCB

Tg, cam geçiş sıcaklığı anlamına gelir. Yüksek Tg PCB'ler yüksek sıcaklıklara (＞170°C) dayanabilir ve otomotiv ve havacılık endüstrileri için uygundur.

6. Yüksek Frekanslı Sert PCB'ler

Yüksek frekanslı sert devre kartları genellikle yüksek frekanslı sinyal iletimi için uygundur ve sinyal bütünlüğünü sağlamak amacıyla PTFE (Teflon) gibi düşük kayıplı malzemelerden yapılır.

7. Metal tabanlı sert PCB

Alüminyum veya bakır temelli olan bu PCB'ler, daha iyi termal yönetim özellikleri sunar ve LED aydınlatma, güç sistemleri ve yüksek güçlü otomotiv elektroniklerinde yaygın olarak kullanılır.

Rijit PCB Üretim Süreci

Katman sınırı

Genellikle sadece tek katmanlı alüminyum altlık ve çift katmanlı alüminyum altlık üretebiliyoruz. Üretim sürecinin sınırlamaları nedeniyle çok katmanlı alüminyum altlıklar üretimi zordur, bu nedenle karmaşık çok katmanlı tasarımların gereksinimlerini karşılayamaz.

Esneklik açısından zayıf

Alüminyum metal malzemeleri yüksek sertliğe ve düşük yumuşaklığa sahiptir, poliimid veya poliester altlıklara göre esnek değildir. Bu nedenle tekrar tekrar bükülme gerektiren uygulamalara uygun değildir.

Uyumlu olmayan ısıl genleşme katsayıları

Alüminyum altlıkların ısıl genleşme katsayısı nispeten yüksektir ve bazı bileşenlerle lehim malzemelerinden farklıdır. İki malzemenin ısıl genleşme katsayılarının uyuşmaması lehim birleşimlerinin zarar görmesine veya tabakalaşmaya neden olabilir, bu da genel güvenilirliği etkiler.

Alüminyum altlıklar ek işlem gereksinimleri getirir

Sıradan substratlara kıyasla alüminyum substratların metal özellikleri üretim ve montaj sırasında daha fazla zaman almakta ve bu da süreç karmaşıklığını ve maliyeti artırmaktadır.

Yüksek maliyet

Alüminyum substratların termal yönetim konusunda belirgin avantajları olmasına rağmen, geleneksel FR4 malzemelerine kıyasla alüminyum tabanlı PCB'lerin daha yüksek malzeme maliyeti, özel üretim süreçleri ve yüzey işlemeye dair gereksinimleri vardır. Bu nedenle toplam üretim maliyeti artmaktadır.

Sert PCB'nin özellikleri ve avantajları

Ana Özellikler:

1. Sert Yapı: Esas olarak cam elyafından üretilmiştir, bu da kartın stabil kalmasını ve deformasyonu önleyerek ürün stabilitesi için destek sağlar.
2. Yüksek Yoğunluklu Devre Tasarımı: Çok katmanlı yapıları destekler, karmaşık devreler ve yüksek yoğunluklu komponent yerleşimlerine olanak sağlar.
3. Yüksek Hassasiyetli Boyutsal Kontrol: Akıllı telefonlar ve tıbbi cihazlar gibi yüksek hassasiyet gerektiren ürünler için uygundur.

Temel Avantajlar:

1. Dayanıklılık ve Uzun Ömür: Sert malzemeler ve yapı, zorlu ortamlarda uzun süreli kullanım imkanı sağlar;
2. Düşük Üretim Maliyeti: Seri üretime, standart süreçlere ve kısa döngü sürelerine uygundur;
3. Otomatik Entegrasyona Kolaylık: Otomatik lehimleme ve montajı destekler, verimliliği ve tutarlılığı artırır.

Sert PCB'nin kullanım alanları

1. Bilgisayar anakartı: Rijit PCB, CPU, bellek, GPU vb. gibi ana bileşenleri taşıyacak şekilde anakartın çekirdeği olarak kullanılabilir;
2. Tüketici elektroniği: Akıllı telefonlar, televizyonlar, mikrodalga fırınlar vb. günlük cihazlarda yaygın olarak kullanılır;
3. Otomotiv elektroniği: Elektrikli araçlarda ve gelişmiş sürücü destek sistemlerinde (ADAS) vazgeçilmezdir;
4. Haberleşme ekipmanları: Rijit PCB yüksek sinyal kararlılığına sahiptir ve radyo, cep telefonları, yönlendiriciler ve uydu haberleşme sistemlerinde kullanılabilir.

Rijit PCB'ler için IPC Standartları

Rijit devre kartının üretimi yalnızca kullanılabilirliği sağlamakla kalmaz, aynı zamanda uluslararası standartları da karşılamalıdır.

IPC-A-600 ve IPC-6012 iki temel standarttır:

• IPC-A-600: PCB'nin her katmanının görünüşü ve fiziksel kusurlarına ilişkin standartları belirtir;
  
• IPC-6012: Performans gereksinimlerini, malzeme özelliklerini ve test yöntemlerini açıklar ve havacılık, otomotiv ve haberleşme endüstrilerinde yaygın olarak kullanılır.
  

IPC standartlarına uygunluk, mikro kesit testi, AOI optik muayene, kısa devre ve açık devre elektriksel testler gibi sıkı kalite kontrol önlemlerini gerektirir. Sadece bu şekilde sert PCB'lerin uzun vadeli güvenilirliği sağlanabilir.

Neden sert PCB üretimi için LHD'yi seçmelisiniz?

LHD TECH, FR4, yüksek Tg ve metal bazlı malzemelerden oluşan tek katmanlı, çift katmanlı ve çok katmanlı sert PCB'ler sunmak için ileri düzey üretim ve kalite kontrol teknolojilerini kullanır. Her bir PCB, IPC-A-600 ve IPC-6012 standartlarına uyar ve tüketici elektroniği, havacılık ve uzay, endüstriyel otomasyon gibi birçok sektöre hizmet verir. Güvenilir bir sert PCB tedarikçisi arıyorsanız, lütfen bizimle hemen iletişime geçin!

ÖZET

Rijit devre kartları, ev aletlerinden yüksek endüstriyel sistemlere kadar insanların yaşamının her alanını sarmış durumdadır. Yüksek dayanıklılık, hassas boyutlar, iyi stabilite gibi avantajlarıyla yaygın bir uygulama alanı kazanmıştır. Elektronik endüstrisinin sürekli gelişmesiyle birlikte, rijit PCB'ler rolünü sürdürmeye devam edecektir.