PCB Üretiminin Gizemini Çözme: En İyi Sonuçlar İçin Temel Adımlar ve Tasarım İpuçları

Anahtar Kelimeler: Baskılı Devre Kartı Üretimi

Baskılı Devre Kartları (PCB'ler), her önemli elektronik eşyanın merkez sahnesi olarak işlev görür. Bu mucizevi icatlar, dijital saatler, hesap makineleri gibi basit varlıklardan başlayarak hemen hemen tüm hesaplamalı elektroniklerde tezahür eder. Basitçe ifade etmek gerekirse, PCB, elektroniklerdeki elektrik devrelerini birbirine bağlar; taşıdığı cihazların devresinin elektriksel ve mekanik işlevlerini yerine getirir. Özetle, PCB'ler elektriğe nereye gideceğini söyleyerek elektroniklerinizin canlanmasını sağlar. Devre tasarımcılarının, PCB tasarımına başlamadan önce bir baskılı devre kartı atölyesini ziyaret etmeleri tavsiye edilir; böylece tasarımcılar, PCB üretimindeki ihtiyaçları konusunda üreticilerle yakından görüşebilirler. Bu, tasarımcıların çok gerekli olmayan hataların tasarım aşamasına geçmesini önlemelerine yardımcı olur. Öte yandan, eğer kuruluş daha fazla PCB üretim sorgusunu yurtdışı tedarikçilere dış kaynak kullanarak yaptırmışsa bu pratik olmaz. Bu nedenle, söz konusu makale, baskılı devre kartı üretim süreci adımlarının doğru bir şekilde anlaşılmasını sağlamak amacıyla sunulmuştur. Belki de devre tasarımcılarına ve PCB Endüstrisi hakkında az bilgisi olan bireylere, bir PCB'nin nasıl oluşturulduğuna dair bir bakış açısı kazandırır ve bu hatalardan bazılarının önlenmesine yardımcı olur.

İnşaatın bu yönündeki bir gözden kaçırma, PCB geliştirme sürecinizde bir dizi sorun yaratabilir. Bunlar, kartlarınızın üretilememesinden, düşük verime hatta sahada erken arızalara kadar uzanabilir. Diğer taraftan, bu zaman alıcı ve maliyetli beklenmedik durumların tasarım eylemleriyle hafifletilebileceği yollar vardır. Öncelikle 'PCB üretim süreci nedir?' sorusunu yanıtlayalım, ardından PCB geliştirme sürecini bilmenin bu yönünün önemi üzerine tartışalım.

PCB Üretim Süreci Neleri İçerir?

Bir şemanın veya aklınızdaki bir fikrin, o fikri gerçekleştirmek için ihtiyaç duyacağınız farklı adımlarla nasıl bağlantılı olduğunu anlamadan doğrudan üretime geçmek çok faydalı olmayabilir. PCB üretim sürecine uygun bir tanım vermek için, öncelikle diğer birkaç ilgili terimi ve bunların birbirleriyle olan bağlantılarını açıklamak yararlı olacaktır.

PCB Geliştirme: En basit tabiriyle, PCB geliştirme, bir devre kartının tasarlanıp üretime hazır hale getirilmesi olarak tanımlanabilir. Bu tipik olarak üç aşamayı içerir: Yapısal, Mekanik, Elektriksel, Elektronik, Enstrümantasyon ve Kontrol tasarımı, Üretim ve test. En temel tasarımlar dışında, bu işlem, geliştirme için ayrılan süre içinde ulaşılabilir en yüksek kalitede tasarıma varmak için yinelemeli olarak yapılır.

PCB Üretimi: PCB üretimi, kart düzeninizi oluşturmanın gerçek sürecidir. Bu, kart üretiminden başlayan iki aşamalı bir süreçtir ve baskılı devre kartı montajını veya PCBA'yı içerir.

PCB Testi: PCB testi, genellikle 'bring-up' olarak bilinir ve bir PCB'nin tasarımında üretimden sonraki son adımlardan biridir. Geliştirme sırasındaki test, kartın planlanan çalışma işlevlerini etkili bir şekilde yerine getirme kapasitesini değerlendirir. Diğer geliştirme aşamalarında olduğu gibi, bu aşamada da tüm eksiklikler, hatalar ve optimum performansa ulaşılamadığı için değişiklik gerektiren yerler tespit edilir ve bu değişiklikleri entegre etmek için başka bir döngü başlatılır.

PCB Montajı: PCB montajı veya PCBA, PCB üretiminin ikinci işlemi veya ikinci adımı olarak bilinir ve bu, tek tek kart bileşenlerinin bu çıplak PCB'ye lehimleme yoluyla takılmasını içerir.

PCB Üretim Süreci

PCB üretimi, bir devre kartındaki tasarımın, tasarım paketindeki verilere uygun olarak bir yapıya dönüştürüldüğü süreç veya prosedür anlamına gelir. Bu fiziksel tezahür aşağıdaki eylemler veya tekniklerle gerçekleştirilir: Bakır kaplı laminatlar üzerinde amaçlanan düzenin taklidi

İzleri ve pedleri ortaya çıkarmak için iç katmanlardaki bakırın kalınlığını azaltma veya sadece bir kısmını planlı bir şekilde kaldırma.

PCB katman yığınının imalatı, kart malzemelerinin yüksek sıcaklıklarda lamine edilmesini içerir.

Montaj yerlerinin, delikli pin konumlarının ve VİA'ların oluşturulması

Bakır katman(lar)ının iz ve ped seviyesine kadar temizlenmesi veya soyulması

Pin delikleri ve via delikleri önemli kaplama özellikleridir.

Yüzeyin bir katman veya lehim maskesi uygulanarak korunması.

Serigrafi baskı referansı ve polarite yönleri, yüzeydeki logolar veya diğer işaretler

Ayrıca, yüzeyin bakır kısımları üzerine isteğe bağlı bir kaplama uygulanabilir.

Tamam, şimdi bunun PCB geliştirme için ne anlama geldiğini öğrenelim.

PCB Üretim Sürecine Aşina Olunmalı mı?

Şu soru sorulabilir ve muhtemelen sorulmalıdır: Kendimize PCB üretim sürecini bilmenin faydalı olup olmadığını sorabilir miyiz? Ancak, PCB üretimi bir tasarım görevi değil, bir üretici (CM) ile sözleşme yapılan bir dış kaynak görevidir. Bununla birlikte, üretimin, CM'nize verilen standartlara kesinlikle uyularak gerçekleştirilse de bir tasarım faaliyeti olmadığını not etmek önemlidir.

Ne yazık ki, çoğu durumda CM'nizin tasarım niyetiniz veya performans hedefleriniz hakkında bilgisi yoktur.

Üretilebilirlik: Kartlarınızın üretilebilme kabiliyeti, aşağıdaki özelliklerden bir dizi faktöre bağlıdır. Bunlar; kart yüzeyi özellikleri ile kenar arasında uygun boşluklar olduğunu doğrulamak için kontrol etmek ve seçilen malzemenin, özellikle kurşunsuz lehimleme yapılırken PCBA'yi idare edecek kadar yüksek bir CTE'ye sahip olduğundan emin olmaktır. Bunlardan herhangi biri, kartınızın yeniden tasarım olmadan üretilememesiyle sonuçlanabilir. Kartınızın üretim maliyetleri genel olarak bu nedenlerden ve öngörülemeyen yeniden tasarım taleplerinden etkilenecektir. Ayrıca, tasarımları panelize etmeye karar verilirse, bu da önceden planlama olmadan mümkün olmayacaktır.

Verim Oranı: Üretim sorunları mevcut olsa bile kartınızın başarıyla üretilmesini hiçbir şeyin engellemediğine dikkat çekilmelidir. Örneğin, CM'nin ekipmanını tolerans limitlerine kadar test eden parametreleri sınırlamak, kullanılamaz kart sayısında artışa yol açacaktır.

Güvenilirlik: Bir kartın belirli kullanımına dayanarak, IPC-6011'e göre sınıflandırılır. Katı PCB'ler için, belirli bir derecede ...performans güvenilirliği sağlamak üzere kart yapısı için öngörülen gereksinimleri belirleyen üç sınıflandırma seviyesi vardır. Kartınızı, uygulama ihtiyaçlarınızdan daha düşük bir derecelendirmeyle tasarlatmaya çalışmak, büyük olasılıkla çok dengesiz bir performans veya tam bir kart arızası yaşamanıza neden olacaktır.

Dolayısıyla, bu sorunun cevabı kesin bir evet! İşte bu yüzden PCB üretim sürecini anlamak çok önemlidir, çünkü bu adımdaki kararlar muhtemelen PCB geliştirme süreci, üretim ve hatta cihazın çalışma aşaması boyunca yankı bulacaktır. Tasarımınızda bir faktör olarak PCB üretim süreci hakkındaki bilgi eksikliğinizden kaynaklanabilecek sorun türlerinden sahip olduğunuz tek gerçek koruma, CM'nizin kabiliyetlerine dayanan TÜK (Tasarım Üretilebilirlik Kontrolü) kurallarının ve yönergelerinin uygulanmasıdır.

Diğer zaman kaybı ve ekstra üretim maliyetlerine karşı korunmak için TÜK'ten maksimum faydayı elde etmek için stratejik ve verimli bir tasarım analizine ihtiyacınız vardır. Belge Otomasyon Aracı paketinde olduğu gibi, PCB üretim aşamasında CM'nize yardımcı olacak birkaç karmaşık detaylı görünüm oluşturmak mümkündür.