Konu Anlatımı
Bu derste ne öğreneceğiz
Bu bölümde baskı devre kartının ne olduğunu, kartın katmanlardan nasıl oluştuğunu ve bakır izlerin elektriksel bağlantıyı nasıl sağladığını öğreneceksiniz. Amaç, şema ile gerçek kart arasındaki ilişkiyi kavrayarak tasarımın fiziksel tarafını planlayabilmektir.
Ön bilgi
İletken ve yalıtkan malzeme farkını bilmek yeterlidir. Ayrıca şema üzerindeki her bağlantı çizgisinin, kart üzerinde bir bakır izle karşılandığını kavramak konuyu kolaylaştırır.
- Bakır; elektriği ileten ince tabakadır.
- Cam elyaflı levha; kartın dayanıklı ve yalıtkan gövdesidir.
- İz; iki noktayı birleştiren bakır yoludur.
Kavramlar ve Temel Tanımlar
Baskı devre kartı; elemanların üzerine yerleştirilip lehimlendiği, üzerinde bakır yollar bulunan yalıtkan tabandır. İz; bakırdan yapılan ve iki noktayı birleştiren iletken yoldur. Ped; eleman ayağının lehimlendiği bakır yüzeyidir. Delik; eleman ayağının geçtiği kart içi açıklıktır. Halat; kartın içindeki iki bakır katmanını birleştiren metal bağlantıdır. Sıyırıcı maske; bakırın korunması için üzerine sürülen ve lehim alanını açıkta bırakan tabakadır. Baskı yazı katmanı; eleman yerlerini ve referans adlarını gösteren üst yazı katmanıdır.
Basit örnek
İki direncin birleştiği şemayı ele alalım. Şemada bu birleşim bir çizgiyle gösterilir; kart üzerinde ise aynı birleşim bir bakır izle yapılır. İzin genişliği, taşıyacağı akıma göre belirlenir; akım arttıkça iz daha geniş çizilir.
Adım adım çözüm
Kartın tasarımına bakarken adımlar şunlardır. Birincisi, şemadaki her bağlantı listelenir. İkincisi, kart üzerinde her bağlantı için bir iz yolu planlanır. Üçüncüsü, eleman pedlerinin yerleri belirlenir. Dördüncüsü, iki yüzey arası geçiş gereken noktalara halat yerleştirilir. Beşincisi, izlerin genişlikleri ve aralıkları kontrol edilir. Altıncısı, kartın dış kenar ölçüsü ve montaj delikleri belirlenir.
İleri örnek
Zamanlayıcı türü bir entegreli devreyi düşünelim. Giriş ve çıkış bağlantıları tek yüzeyde çizilebilir, ancak besleme dağılımı ve ek bağlantılar yüzeyler yetmediğinde iç katman kullanılmasını gerekir. İç katman eklendiğinde akım yolları kısalır, gürültü azalır ve kart daha derli toplu olur. Buna karşılık üretim adım sayısı arttığı için kart daha pahalı hâle gelir.
Kavram karşıilaştirma tablosu
| Yapı | Katman sayısı | Uygun olduğu durum |
|---|
| Tek yüzeyli kart | Bir bakır katmanı | Basit ve düşük parçalı devreler |
| Çift yüzeyli kart | İki bakır katmanı | Yüzeyler arası halatla geçişli orta karmaşıklıkta devreler |
| Çok katmanlı kart | Dört ve üzeri katman | Yoğun entegreli ve gürültüye duyarlı devreler |
| Güç düzlemi | İç bakır katmanı | Besleme gerilimini yaymak için |
| Toprak düzlemi | İç bakır katmanı | Referans düzlemi oluşturmak için |
| Ped | Bakır yüzey | Eleman ayağının lehimlendiği alan |
| Halat | Metal delik | İki katmanı birleştirmek için |
Sık yapılan hatalar
İz genişliğini akıma bakmadan küçük bırakmak; dar iz yüksek akımda ısınır, zamanla bakır yolu bozulur ve bağlantı kopar. İzler arası boşluğu dar tutmak; izler birbirine değerse kısa devre oluşur; üretim toleransı da eklenince risk büyür. Halat yerleştirmeyi atlamak; iki yüzey arası geçiş gereken noktada halat yoksa bağlantı hiç kurulmaz. Kart kenar boşluğunu gözetmemek; kenara çok yakın çizilen iz, kart kesiminde kırılabilir.
Özet
Baskı devre kartı, yalıtkan taban üzerinde bakır izler, pedler ve gerekiyen yerde katmanlar arası halatlarla kurulan fiziksel düzendir. Katman sayısı arttıkça yoğun ve kararlı tasarım yapılabilir, ancak üretim karmaşıklığı artar. İz genişliği, iz aralığı, halat yerleşimi ve kenar boşluğu kartın çalışıp çalışmayacağını doğrudan etkileyen dört temel karardır.
Kendini dene
Bir ışık anahtarlı basit devrenin kart düzenini tasarla: elemanların yerlerini işaretle, bakır izlerin geçeceği yolları çiz, iki yüzey arası geçiş gerektiğinde halat noktalarını belirle ve iz genişliklerine dair notlarını yaz.
Temrin ve Uygulama Notları
2.4 555 tabanlı flip flop kartı
Kartın en büyük ölçüsü 35x40 mm alınır ve plaket kalınlık kodu T40 seçilir. Montaj deliği köşeden 4,5 mm uzaklıkta M3.2 pad ile açılır. Kart ölçüsü ve montaj deliği uzaklığı tasarımı doğrudan etkiler.
2.11 ve 2.12 SMD Flip Flop ve Polis Sireni Kartları
Flip flop kartı 20x35 mm ve T25 kalınlıkla, polis sireni kartı 25x30 mm ve T15 kalınlıkla tasarlanır. Top Copper ve Bottom Copper katmanları farklı renkte görünür; SMD ile küçük boyutta kart hedeflenir.
Sınavda: kart ölçüsü ve kalınlık kodu okunması, montaj deliğinin konumu ve iki bakır katmanın farkı sorulabilir.
Karşılaştırma Tablosu
| Kavram | Açıklama |
|---|
| Şema üzerindeki her bağlantı çizgisi kar | Şema üzerindeki her bağlantı çizgisi kart üzerinde bir bakır izle karşılanır. |
| İz genişliği akıma göre belirlenir; dar | İz genişliği akıma göre belirlenir; dar iz ısınarak bozulabilir. |
| İki yüzey arasındaki geçişler halat yerl | İki yüzey arasındaki geçişler halat yerleşimi ile kurulur. |
| Sıyırıcı maske bakırı korur ve lehim ala | Sıyırıcı maske bakırı korur ve lehim alanını açıkta bırakır. |
| Baskı yazı katmanı, montajda eleman yerl | Baskı yazı katmanı, montajda eleman yerlerini göstererek takmayı kolaylaştırır. |
