PCB Nedir? Yapısı, Çeşitleri, Özellikleri ve Avantajları ile!

PCB Nedir?
PCB, elektronik bileşenleri bir arada tutan ve elektriksel olarak birbirine bağlayan bir karttır. Herhangi bir elektronik tasarımın yapı taşıdır. Sinyallerin ve gücün fiziksel cihazlar arasında yönlendirilmesine izin verir.
PCB İngilizce “Printed Circuit Board” kelime grubunun baş harflerinden oluşan bir kısaltmadır. Türkçede “Baskı Devre Kartı” anlamına gelmektedir.

Lehim, PCB yüzeyi ile elektronik bileşenler arasındaki elektrik bağlantılarını yapan metaldir. Lehim ayrıca güçlü bir mekanik yapıştırıcı görevi görür. PCB’ler yıllar geçtikçe geliştirilerek çok daha komplike bir bileşen haline gelmiştir.


Baskı devre kartı çok çok karmaşık olabilecek hantal devre tasarımlarını çok daha küçük ve çok daha basit hale getirmiştir. Baskı devre icat edilmeden önce devreler aşağıdaki gibi karmakarışık görünüyordu. Bu tip devrelerde noktadan noktaya bağlantı prensibi kullanılmaktaydı. Bu prensip hatalı kablolamaya çok açıktı ve kısa devre oluşması da çok yüksek ihtimaldi. Devre yaşlandıkça kabloların izolasyonları da deliniyordu. Modern PCB’ler bu sorunları tamamen ortadan kaldırmıştır.
PCB’lerin gelişiminin en önemli adımı, her bağlantı noktasında bir direk etrafına küçük çaplı bir telin sarıldığı ve son derece dayanıklı ve kolayca değiştirilebilir bir gaz sızdırmaz bağlantı oluşturduğu iletken sargının gelişimidir.
Elektronik aletlerde kullanılan vakum tüplerden ve rölelerden silikon ve entegre devrelere geçildiğinde, elektronik bileşenlerin boyutu ve maliyeti düşmeye başladı. Elektronik ürünlerin kullanımının artması ve boyutlarının günden güne küçültülmesi ihtiyacı PCB’leri daha da geliştirdi.


PCB’nin Yapısı
PCB (Baskı devre kartı) katmanlı yapıya sahiptir. Yapısında tek bir bütün olacak şekilde ısı ve yapıştırıcı ile birlikte lamine edilmiş farklı malzemelerin farklı katmanları vardır.


PCB’nin katmanları şunlardır:
1. FR4
Alt tabaka cam elyafıdır. Tarihsel olarak, bu fiberglas için en yaygın tanımlayıcı “FR4” tür. FR4’ler ısıya dayanıklıdır, kendinden sönme özelliğindedir, neme ve sarsıntıya karşı kuvvetli yapılıdır. Üzerinde rahatlıkla çalışılabilir. Bu yüzden en yaygın kullanılan PCB metaryelidir.
Daha ucuz PCB’ler, FR4’ün dayanıklılığından yoksun ancak çok daha ucuz olan epoksiler veya fenolikler gibi diğer malzemelerle yapılmaktadır. Bu tip tabakalar düşük kaliteli tüketici elektroniğinde bulunur.
2. Bakır
Bir sonraki katman, levhaya ısı ve yapışkanla katmanlanmış ince bir bakır folyodur. Yaygın, çift taraflı PCB’lerde, alt tabakanın her iki tarafına da bakır uygulanır. Düşük maliyetli elektronik aletlerde PCB sadece bir tarafında bakır olur.
3. Lehim maskesi
Bakır folyonun üstündeki tabakaya lehim maskesi denir. Bu katman PCB’ye yeşil (veya kırmızı) renk verir. Bakır izlerinin diğer metal, lehim veya iletken uçlarla yanlışlıkla temas etmemesi için bakır katman üzerine kaplanır. Bu katman kullanıcının doğru yerlere lehim yapmasına yardımcı olur.
4. Serigrafi
Beyaz serigrafi katmanı, lehim maskesi katmanının üstüne uygulanır. Serigrafi, PCB’ye daha kolay montaj yapılmasını ve göstergelerin panoyu daha iyi anlanmasını sağlayan harfler, sayılar ve semboller ekler. Her pin veya LED’in işlevinin ne olduğunu belirtmek için genellikle serigrafi etiketleri kullanılır.
PCB Çeşitleri
PCB’ler çok farklı çeşitlerde üretilebilir. Bunlardan bazıları şunlardır:
Kart tipine göre PCB’ler
Kart tipine göre PCB’ler tek taraflı ve çift taraflı olarak ikiye ayrılır.
1. Tek Taraflı PCB
Basit devrelerde kullanılan devre lemanlarının kartın bir yüzüne, iletken deseninin ise diğer yüzeyine yerleştirildiği kart tipidir.
2. Çift Taraflı PCB
Karmaşık devrelerde kullanılan her iki tarafta da iletken deseninin olduğu kart tipleridir. İki taraftaki desenleri birbirine bağlamak için özel köprüler atılır.


Yapıldığı malzemeye göre PCB’ler
Yapıldığı malzemeye göre PCB çeşitleri şunlardır:
- FR-2: Fenol türevli selülozik kâğıt
- FR-3: Selülozik kâğıt ve epoksi
- FR-4: Dokunmuş camyünü ve epoksi
- FR-5: Dokunmuş camyünü ve epoksi
- FR-6: Dokunmamış camyünü ve polyester
- G-10: Dokunmuş camyünü ve epoksi
- CEM-1: Selülozik kâğıt ve epoksi
- CEM-2: Selülozik kâğıt ve epoksi
- CEM-3: Dokunmuş camyünü ve epoksi
- CEM-4: Dokunmuş camyünü ve epoksi
- CEM-5: Dokunmuş camyünü ve polyester



PCB’nin Avantajları
PCB’nin avantajları şunlardır:
- Devre elemanları sadeleşir, çok yer kaplamaz, bakım ve onarımları kolaylaşır.
- Kablo kullanımı en aza indirilir.
- Montajı basittir.
- Mühendislik özgürlüğü sağlar. Uygulamalar daha özgürce tasarlanabilir.
- Dayanıklıdır. Daha az ısınır.
- Elektronik cihazların boyutlarını azaltır ve seri üretimlerini hızlandırır.
- Yüksek frekanslı devrelerde elektriksel gürültüyü azaltır.
PCB’ler geleceğimizin temelidir; insan deneyimini asla mümkün olmadığını düşündüğümüz şekillerde yaratmamızı, keşfetmemizi ve iyileştirmemizi sağlar. Bugün, PCB’lerle olan yolculuğumuzun başlangıcındayız. Belki de gelecekte, elektronik atıkları ortadan kaldırmak için biyolojik olarak parçalanabilen baskı devre kartları kullanabilir; dahası kendi PCB’ lerimizi evinizin rahatlığında 3D olarak üretebiliriz. Kim bilir?