PCB (baskı devre kartı), komponentlerin bakır yollarla birbirine bağlandığı kalıcı devre kartıdır. Evde üç yolla yapılabilir: delikli plaket üzerine lehimle bağlantı kurmak, bakır plakete devreyi ütü transferi ya da ışığa duyarlı pozlama spreyiyle aktarıp fazla bakırı kimyasalla aşındırmak veya devreyi KiCad gibi bir programda tasarlayıp üretim dosyalarıyla (Gerber) profesyonel olarak bastırmak. Kimyasal yöntemlerde koruyucu gözlük, eldiven ve havalandırma şarttır.
Breadboard üzerinde çalışan bir devreyi kalıcı hâle getirmenin zamanı geldiğinde sıra baskı devreye gelir. Basit devreler için birkaç saatte evde bir kart yapabilir, daha karmaşık devreleri ise bilgisayarda tasarlayıp profesyonel olarak ürettirebilirsiniz. Bu rehberde PCB yapımının yöntemlerini adım adım anlatıyoruz.
PCB nedir?
PCB (Printed Circuit Board, baskı devre kartı), yalıtkan bir taban malzemesinin (FR4 cam elyaf ya da FR2 kâğıt-reçine) üzerine yapıştırılmış ince bakır tabakanın, devre şemasına göre yollar (iz) hâlinde bırakıldığı karttır. Komponentler bu yollara lehimlenir. Tek yüzlü, çift yüzlü ve çok katmanlı türleri vardır.
PCB yapım yöntemleri
| Yöntem | Avantaj | Dezavantaj |
|---|---|---|
| Delikli plaket | Kimyasal yok, hızlı, kolay değişiklik | Karmaşık devrelerde kablo karmaşası |
| Ütü transfer + aşındırma | Ucuz, birkaç saatte kart | İnce yollarda hassasiyet sınırlı |
| Pozlama (fotorezist) + aşındırma | Daha ince ve düzgün yollar | Ek malzeme ve UV ışık gerekir |
| Profesyonel üretim | Çift yüz, lehim maskesi, yüksek kalite | Bekleme süresi ve tasarım bilgisi |
Yöntem 1: Delikli plaket
Delikli plaket (pertinaks), 2,54 mm aralıklı delikleri olan ve komponentlerin lehimle ya da tellerle birbirine bağlandığı hazır karttır. Breadboard'daki yerleşimi plakete aktarıp bağlantıları lehim köprüleri ve ince tellerle yaparsınız. Prototipler ve tek seferlik devreler için en hızlı yoldur. Ör. 18x30 cm delikli plaket. Breadboard düzenini breadboard rehberimizde anlattık.
Yöntem 2: Ütü transfer ile adım adım PCB
- Tasarım: Devreyi bir PCB programında (ör. KiCad) çizin ve bakır katmanı ayna görüntüsü olarak, lazer yazıcıyla parlak bir kâğıda basın. Mürekkep püskürtmeli yazıcı bu yöntemde çalışmaz.
- Plaketi hazırlayın: Bakır plaketi ölçüye göre kesin, ince zımpara ya da bulaşık teliyle parlatın ve alkolle yağdan arındırın.
- Transfer: Kâğıdı baskılı yüzü bakıra gelecek şekilde yerleştirin ve sıcak ütüyle birkaç dakika eşit baskı uygulayın.
- Kâğıdı çıkarın: Plaketi suda bekletip kâğıdı parmaklarınızla ovarak çıkarın; toner bakır üzerinde kalır. Eksik yerleri aşındırma çözeltisine dayanıklı, silinmez bir kalemle rötuşlayın.
- Aşındırma: Plaketi aşındırma çözeltisine (ör. demir(III) klorür ya da sodyum persülfat) koyun ve toner olmayan bakır tamamen çözülene kadar bekleyin; çözeltiyi hafifçe sallamak işi hızlandırır.
- Temizlik: Plaketi yıkayın ve toneri aseton ya da tinerle silin.
- Delme: Delikleri genellikle 0,8-1 mm matkap uçlarıyla delin.
- Koruma ve lehim: Bakırın oksitlenmemesi için yolları lehimle kaplayın ya da koruyucu vernik sürün, ardından komponentleri lehimleyin; bkz. lehim rehberi.
Yöntem 3: Pozlama spreyi ile daha hassas kart
Bakır plaket ışığa duyarlı bir sprey (ör. Positiv 20 baskı devre pozlama spreyi) ile kaplanır ve karanlıkta kurutulur. Devre şeffaf asetata basılır, plaketin üzerine konup UV ışıkla pozlanır, ardından üreticinin önerdiği banyo çözeltisinde (genellikle sodyum hidroksit) geliştirilir; ışık alan kısımlar çözülür, devre yolları korunur. Sonraki aşındırma ve delme adımları ütü yöntemiyle aynıdır. Pozlama süresi ve banyo oranı için ürün kılavuzuna uyun.
Yöntem 4: Profesyonel üretim
Devre KiCad gibi bir programda şema ve kart olarak tasarlanır, üretim dosyaları (Gerber ve delik dosyası) oluşturulur ve bir PCB üreticisine gönderilir. Bu yöntemle çift yüzlü, lehim maskeli, yazılı ve metalize delikli kartlar elde edilir. Tasarımda yol genişliğinin taşınacak akıma uygun olması, güç ve toprak yollarının kalın tutulması ve üreticinin tasarım kurallarına (en küçük yol genişliği, boşluk, delik çapı) uyulması gerekir.
Güvenlik
- Aşındırma kimyasalları cilde, göze ve metal yüzeylere zarar verir; koruyucu gözlük, eldiven ve iyi havalandırma kullanın.
- Kimyasalları metal kaplarda saklamayın ve kanalizasyona dökmeyin; kullanılmış çözeltiyi yerel kurallara uygun şekilde atık olarak teslim edin.
- Asit ve oksitleyicileri birbirine karıştırarak kendi çözeltinizi hazırlıyorsanız tehlikeli gazlar oluşabileceğini unutmayın; hazır ve etiketli ürünler daha güvenlidir.
Lehimleme için 1,2 mm lehim teli ve ısı ayarlı havya seti yeterlidir.
Sık sorulan sorular
PCB tasarımı için hangi program kullanılır?
Ücretsiz ve açık kaynaklı KiCad en yaygın seçeneklerden biridir. Şema çizimi, kart yerleşimi ve üretim dosyalarının oluşturulmasını tek programda yapar.
FR2 ve FR4 plaket farkı nedir?
FR2 kâğıt-reçine tabanlıdır, ucuzdur ve kolay kesilir ama ısıya ve neme daha az dayanıklıdır. FR4 cam elyaf tabanlıdır, daha sağlam ve ısıya dayanıklıdır; profesyonel kartlarda kullanılır.
Ütü yönteminde toner neden tutmuyor?
Bakır yüzey yeterince temizlenmemiş, ütü yeterince ısınmamış ya da baskı eşit uygulanmamış olabilir. Yağsız, parlatılmış bir yüzey ve uygun kâğıt sonucu büyük ölçüde iyileştirir.
PCB yollarının genişliği ne olmalı?
Yol genişliği taşınacak akıma ve bakır kalınlığına göre seçilir. Sinyal yolları ince olabilir; güç yolları daha geniş tutulmalıdır. PCB programlarındaki ya da çevrim içi yol genişliği hesaplayıcıları bu iş için kullanılır.
Delikli plaket mi, PCB mi?
Tek seferlik ve basit devreler için delikli plaket hızlı ve pratiktir. Tekrar üretilecek, karmaşık ya da düzgün görünmesi gereken devreler için PCB tercih edilir.
Özet
- PCB, komponentleri bakır yollarla bağlayan kalıcı devre kartıdır.
- Delikli plaket en hızlı, ütü transfer en ucuz ev yöntemidir.
- Pozlama spreyiyle daha ince yollar elde edilir.
- KiCad ile tasarlanan kartlar Gerber dosyalarıyla profesyonel üretilir.
- Aşındırma kimyasallarında gözlük, eldiven ve havalandırma şarttır.