BASKI DEVRE
Ø BASKI DEVRE KALEMİYLE ÇİZİM TEKNİĞİ
Ø POZİTİF 20 TEKNİĞİ
Ø İPEK BASKI TEKNİĞİ
Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir.
Baskı devre çıkartılmazsa elektronik cihazların boyutları oldukça büyük olur. Montaj zorluğu ile karşılaşılır. Baskı devre yöntemlerini kullanarak elektronik devrelerin bakır kart üzerine aktarılmasıyla seri üretime geçilmiş, fiyatları oldukça düşmüştür. Üç çeşit baskı devre çıkarma çıkartma tekniği vardır.
1.) Baskı devre kalemiyle çizim tekniği
2.) Pozitif 20 tekniği
3.) İpek baskı tekniği
BASKI DEVRE KALEMİYLE ÇİZİM TEKNİĞİ
Baskı devre kalemi ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır.
a.) Bakır plaket
b.) Baskı devre kalemi
c.) Perhidrol
d.) Tuz ruhu
e.) Testere
f.) Yüksel devirli küçük matkap
g.) Temizlik malzemesi
Bakır plakete çıkartmak istediğimiz devre aşağıda verilen flaşör devresidir. Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yol incelenir.
1.) Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçülendirme önemlidir.
T1-T2: BC 237 R2-R3: 10K 0.25W
D1: Kırmızı led R4: 120 0.25W
P1: 1M C1: 10F 16V
R1:4.7K 0.25W C2: 0.22F 16V
C3: 100F 16V
2.) Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilir.
3.) Baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçükhale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket
üzerine yerleştirilir.Baskı devrenin alt görünüşü
4.) Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.(Çizimin tersi aynen kopya edilir)
5.) Aşağıdaki çizim büyüklüğünde bakır plaket kıl testere ile kesilir.
6.) Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur.
7.) Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir.
8.) Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız.
9.) Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin.
10.) Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıka----- kurutulur.
11.) Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir.
12.) Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar yerleştirilir.
13.) Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
POZİTİF 20 TEKNİĞİ
Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken;
a.) Bakır plaka
b.) Aydınger veya naylon
c.) Letraset, çini mürekkep
d.) Temizlik malzemesi
e.) Kıl testere
f.) NaOH
g.) FeCl3
h.) Ilık su
i.) Kurutma fırını
j.) Pozlandırma sistemi
k.) Matkap
l.) Karanlık oda
Gibi malzemeler kullanılır.
Aşağıdaki elektronik flaşör devresinin baskı devre şemasını çıkartalım.
1.) Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir.
2.) Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir
3.) Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıd
Baskı devrenin alt görünüşü
Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir.
Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif 20 -10 C'lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün , hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başla----- paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir.
Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir.
Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C'ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C'nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir.
Bundan sonra yapılacak işlem pozlandırmadır. Pozlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır.
Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Pozlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre pozlandırma işlemi gerçekleştirilir.
LAMBANIN PLAKAYA OLAN UZAKLIĞI VE POZ SÜRESİ
Kart üzerine baskı devre pozlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra pozlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır.500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm 30-60 sn 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir. Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre geçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır.
Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. Sıra pozitif 20'nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır.
En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su 'dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak 40-50 C'de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek lehimlenir.
İPEK BASKI TEKNİĞİ
İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için,
a.) Bakır plaka
b.) Aydınger veya naylon
c.) Letraset,çini mürekkep
d.) Temizlik malzemesi
e.) Kıl testere
f.) Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek
g.) Serisrol
h.) Hızlandırıcı
i.) Plastik veya karıştırıcı çubuk
j.) Rahle
k.) Pozlandırma masası
l.) Isıtıcı
m.) İpek üzerine konacak ağırlık
n.) Tazyikli su
o.) Matbaa mürekkebi
p.) Selilozik tiner
q.) Çamaşır suyu
r.) Baskı devre kabı
s.) Perhidrol
t.) Tuzruhu
u.) Matkap
v.) Karanlık ve loş oda
Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır.
Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı ko-----, çubukla karıştırırız.
Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır.Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur. İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur.
Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetine de bağlıdır.
Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır. Işığı açarak, ipek kurutulur. Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır.
Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir.
Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
4.1- Baskı Devrelerinin Yapımı
Elektronik ile uğraşanlar arasında baskı devre kullanımı giderek zorunlu hale gelmiştir. Çünkü bu durumda mekanik yapı ve elemanların yerleştirilmesi oldukça kolaylaşır. Baskı devreler "plaket" üzerine çizilerek oluşturulur. Plaket, başlangıçta 1-2 mm kalınlığında çıplak bir sert kağıt (pertinaks) veya epoksi plakadır.
Bu plaka üzerine bakır folyo serilir ve daha iyi tutsun diye özel bir reçine ile yapıştırılır. Bakır katın kalınlığı 35-70 µm kadardır. Bu şekilde bir veya iki yüzü bakırla kaplanmış plakalar elektronik malzemesi satıcılarında bulunur. Standart büyüklük Avrupa formatı'dır. (100mm x 160mm) ve plaketler bu büyüklüğün tam katları şeklinde kesilmiş olmalıdır. İşte bu malzeme, baskı devre yapımında esastır ve profesyonel baskı devre imalatçıları tarafından da hazır olarak alınmaktadır.
Baskı devre plaketlerinin hazırlanmasında en zor ve oyalayıcı adım, elde bulunan devre şeması veya deney düzeninden baskı devre planının elde edilmesidir; iletken yollar birbirini kesmelidir. Tabii iki yüzlü (hatta çok katlı) baskı devreler de hazırlanabilir. Karmaşık devrelerde, yolların en iyi durumunu bulmak için kurşun kalemle taslak hazırlamak kaçınılmazdır.
Çok basit devrelerde ise yollar aside dayanıklı bir kalem ile doğrudan bakır üzerine çizilebilir. Hatta, aşırı basit bir devrede plaket hazırlanmadan tamamen vazgeçilerek, delikli plakalar kullanılır.
Baskı devre hazırlamada kullanılan çok çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri de başarılı sonuçlar veren pozitif-fotorezist yöntemidir. Bu yöntemde saydam kağıt (Aydınger) üzerinden çini mürekkebi ile koyu ve tam örtücü olarak çizilmiş pozitif, yani bakır yolların siyah olduğu, bir film kullanılır. 90 g/m2 ağırlığında ve üzerinde 2.54 mm aralıklı çizgiler basılmış kareli Aydınger kağıdı en uygun malzemedir. Bu çizgilerin UV- ışığı geçirmeleri yani açık mavi renkli olmaları gerekir. Koyu kısımların ışık geçirmezliğini sağlamak için genellikle bir taraftan çizmek yeterli olmamaktadır. Bu nedenle de aydıngerin iki yüzden boyanmasında fayda vardır. Çini mürekkeple çizim için yeterli deneyime sahip bulunmayanlar, Letraset benzeri çıkartmalar ve şeritler kullanabilirler. Bu yaprakların üzerinde çeşitli büyüklük ve kalınlıkta lehim adaları, yollar, köşeler ve semboller vardır.
Yolların ince olmasını gerektiren kalabalık ve karmaşık devrelerde baskı devre filmini tersten yapmak ve ışıklandırma sırasında çıkartmaların bulunduğu yüzün aşağıya gelmesini sağlamak gerekir. Yoksa, ışığın kenarlarda kıvrılması sonucu yollar incelebilir. Şimdi artık eldeki baskı devre planı bakır yüzey üzerine aktarılmalıdır. Yani yolları bırakıp geriye kalan bakırı sıyırmak için bir yol bulunmalıdır.
Bunun için bakır, aside dayanıklı ve ışığa duyarlı bir film ile kapanır. Bu film ışıklandırılıp banyo edildikten sonra açıkta kalan bakır kısımlar uygun aşındırıcı malzeme ile çözülebilir. Bakır yüzey pozitif 20 ile kaplanmadan önce bir mekanik temizleme tozu yardımıyla yağ ve asitlerden arındırılmalıdır. Temizlikten sonra temizleme maddesi su ile akıtılır Bakır üzerinden yekpare bir su filmi oluşması yüzeyin temizliğinin göstergesidir. Fotorezist-lak ın bakır üzerinde her tarafa eşit dağılması için plaket tamamen kurutulmalıdır. Ya da bez yerine saç kurutma makinesi kullanılması atıklar bırakmadığından daha uygundur. Ancak bakırı fazla ısıtıp bozmamak için arada 20 cm.lik bir uzaklık bırakılmalıdır. Sprey şeklindeki lak'ın sıkılması gün ışığında gerçekleştirilebilir. Ancak lak UV- ışığa duyarlı
olduğundan, doğrudan güneş ışığını görmesi engellenmelidir.
Sprey 20 cm kadar uzaklıktan yatay olarak duran plaket üzerinde sanki bir yılanın yolu çiziliyormuş gibi sıkılmalıdır. Bu şekilde oluşan filmin kurutulması karanlıkta yapılacaktır. Kurutma işlemi oda sıcaklığında 24 saat sürer, bu da tabii çok uzun bir süredir. Bir fırın kullanılırsa işlem süresi çok kısalır. Lak ile kaplanmış plaket soğuk fırının içine konur ve sıcaklık yavaş olarak 70 şC' ye çıkarılır, 30 -45 dakika sonra lak kurumuştur ve ışıklandırmaya hazırdır. Kurutma daha yüksek sıcaklıkta ve /veya daha uzun süre yapılırsa , lak pişer ve ışığa duyarlılığı kaybolur. Işıklandırma için hazırlanmış olan baskı devre filmi plaketin lak'lı yüzüne konur. Filmin tamamen yapışması için de 2 mm kalınlığında bir cam parçası kullanılır. En uygun ışık kaynağı UV- ampulü, örneğin cıva buharlı ampul veya yapay güneş ışığı ampuludur.
Pozitif 20'nin duyarlı olduğu ışığın dalga boyu üretici verilerine göre 360-410 nm arasındadır. Lamba ile ışıklandırılan plaket arasındaki uzaklık 25- 30 cm, ışıklandırma süresi ise lambanın gücü ve lak kalınlığına göre 1-5 dakika arasında olmalıdır. En iyi değer bir çok deneme sonucu elde edilir ve her zaman aynı kalınlıkta kaplama yapılmasına dikkat edilerek, bulunmuş olan bu değer kullanılır. İlk defa baskı devre yapan birisi için banyo işlemi en heyecanlı adımdır. 7gram NaOH bir litre su içinde tamamen çözülür. Bu orana dikkat edilmesi gerekir. Konsantrasyon fazla olursa ışık görmemiş yerlerde çözülür. Banyo sıvısı plaketin üstünü tamamen örtmelidir. Çözelti aynen film banyosunda olduğu gibi yavaşça hareket ettirilir, böylece plaketin üzerine her zaman temiz banyo sıvısı gelir ve çözülmüş parçalar uzaklaşır. 2-3 dakika içinde "resim" ortaya çıkmalıdır, eğer hala bir şey gözükmüyorsa ışıklandırma çok kısa olmuş demektir. Her şey yolunda ise bakır yüzey üzerinde koyu renkli yollar ortaya çıkar. Banyo bitiminde plaket su ile iyice yıkanarak NaOH'tan temizlenmelidir. Banyo sıvısı ile temas ederseniz, temas yerini hemen bol su ile yıkamalısınız. Eğer bu işlemler sırasında yanınızda limon veya sirke bulundurursanız, asit içeren bu madde ile NaOH' ı nötralize ederek etkisini giderebilirsiniz. Şimdi artık sıra açıkta kalan bakırın yedirilmesine gelmiştir. Pozitif 20 kullanıla gelen asitli banyolara dayanıklı olduğundan, demir III klorür,amonyumpersulfat ve krom asidine baş vurulabilir.
Bu banyolar %30-40 konsantrasyonlu olarak hazırlanırlar ve bir ısıtıcı üzerinde 40 -50 ºC sıcaklıkta tutulurlar. Banyo kabı olarak ----l kap kullanılmaz, ısıya dayanıklı cam tencereler(pyrex) işinizi görür. Aşındırıcı banyoyu ille de kendileri hazırlamak isteyen şu reçeteyi kullanabilirler: 7 kısım %35 tuz ruhu 1 kısım %30 hidrojenperoksit 25 kısım su Bu karışımın çok keskin bir kokusu vardır. Ve biraz dumanlıdır. Aşındırma etkisi çok kuvvetli
olduğundan dikkatle kullanılmalıdır. Acemi olanlar, işlem daha yavaş sürdüğünden, ilk sözü edilen maddelerle çalışmalıdırlar. Karışımın reçetede verilenden daha konsantre olmamasına dikkat edilmelidir, yoksa banyoda kısa süreli bir köpürmeden sonra elinizde sadece pertinaks plakası kalır. Karışım sırası da yukarıdaki listeye uygun ve sondan başa doğru olmalıdır. Yoksa tersi yapılıp ta su asit içerisine içine boca edilirse, karışım kaynayıp etrafa sıçrar. Yedirme işleminden sonra plaket. Üzerinde hiç hiçbir artık kalmayacak şekilde akan su altında durulanır. İletken yollar üzerinde hala aside dayanıklı olan lak bulunmaktadır. Bu kat da Aseton veya Nitro Verdünner ile kaldırılabilir.
Artık açıkta kalmış olan ve uzun süre dayanmasını istediğiniz bakır kısımların koruyucu lehim lakı ile kaplanması gerekir. Hazır laklar kullanılabileceği gibi alkol veya tiner içinde eritilmiş reçine de işimizi görür. Baskı devre şimdi deliklerin delinmesi ve elemanların yerleştirilmesine hazırdır.
BASKI DEVRE ÇIKARMA TEKNİKLERİ
Ø POZİTİF 20 TEKNİĞİ
Ø İPEK BASKI TEKNİĞİ
Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir.
Baskı devre çıkartılmazsa elektronik cihazların boyutları oldukça büyük olur. Montaj zorluğu ile karşılaşılır. Baskı devre yöntemlerini kullanarak elektronik devrelerin bakır kart üzerine aktarılmasıyla seri üretime geçilmiş, fiyatları oldukça düşmüştür. Üç çeşit baskı devre çıkarma çıkartma tekniği vardır.
1.) Baskı devre kalemiyle çizim tekniği
2.) Pozitif 20 tekniği
3.) İpek baskı tekniği
BASKI DEVRE KALEMİYLE ÇİZİM TEKNİĞİ
Baskı devre kalemi ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır.
a.) Bakır plaket
b.) Baskı devre kalemi
c.) Perhidrol
d.) Tuz ruhu
e.) Testere
f.) Yüksel devirli küçük matkap
g.) Temizlik malzemesi
Bakır plakete çıkartmak istediğimiz devre aşağıda verilen flaşör devresidir. Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yol incelenir.
1.) Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçülendirme önemlidir.
D1: Kırmızı led R4: 120 0.25W
P1: 1M C1: 10F 16V
R1:4.7K 0.25W C2: 0.22F 16V
C3: 100F 16V
2.) Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilir.
3.) Baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçükhale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket
üzerine yerleştirilir.Baskı devrenin alt görünüşü
4.) Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.(Çizimin tersi aynen kopya edilir)
5.) Aşağıdaki çizim büyüklüğünde bakır plaket kıl testere ile kesilir.
6.) Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur.
7.) Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir.
8.) Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız.
9.) Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin.
10.) Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıka----- kurutulur.
11.) Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir.
12.) Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar yerleştirilir.
13.) Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken;
a.) Bakır plaka
b.) Aydınger veya naylon
c.) Letraset, çini mürekkep
d.) Temizlik malzemesi
e.) Kıl testere
f.) NaOH
g.) FeCl3
h.) Ilık su
i.) Kurutma fırını
j.) Pozlandırma sistemi
k.) Matkap
l.) Karanlık oda
Gibi malzemeler kullanılır.
Aşağıdaki elektronik flaşör devresinin baskı devre şemasını çıkartalım.
1.) Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir.
2.) Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir
3.) Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıd
Baskı devrenin alt görünüşü
Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir.
Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif 20 -10 C'lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün , hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başla----- paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir.
Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir.
Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C'ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C'nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir.
Bundan sonra yapılacak işlem pozlandırmadır. Pozlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır.
Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Pozlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre pozlandırma işlemi gerçekleştirilir.
LAMBANIN PLAKAYA OLAN UZAKLIĞI VE POZ SÜRESİ
Kart üzerine baskı devre pozlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra pozlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır.500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm 30-60 sn 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir. Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre geçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır.
Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. Sıra pozitif 20'nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır.
En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su 'dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak 40-50 C'de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek lehimlenir.
İPEK BASKI TEKNİĞİ
İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için,
a.) Bakır plaka
b.) Aydınger veya naylon
c.) Letraset,çini mürekkep
d.) Temizlik malzemesi
e.) Kıl testere
f.) Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek
g.) Serisrol
h.) Hızlandırıcı
i.) Plastik veya karıştırıcı çubuk
j.) Rahle
k.) Pozlandırma masası
l.) Isıtıcı
m.) İpek üzerine konacak ağırlık
n.) Tazyikli su
o.) Matbaa mürekkebi
p.) Selilozik tiner
q.) Çamaşır suyu
r.) Baskı devre kabı
s.) Perhidrol
t.) Tuzruhu
u.) Matkap
v.) Karanlık ve loş oda
Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır.
Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı ko-----, çubukla karıştırırız.
Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır.Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur. İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur.
Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetine de bağlıdır.
Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır. Işığı açarak, ipek kurutulur. Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır.
Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir.
Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır.
4.1- Baskı Devrelerinin Yapımı
Elektronik ile uğraşanlar arasında baskı devre kullanımı giderek zorunlu hale gelmiştir. Çünkü bu durumda mekanik yapı ve elemanların yerleştirilmesi oldukça kolaylaşır. Baskı devreler "plaket" üzerine çizilerek oluşturulur. Plaket, başlangıçta 1-2 mm kalınlığında çıplak bir sert kağıt (pertinaks) veya epoksi plakadır.
Bu plaka üzerine bakır folyo serilir ve daha iyi tutsun diye özel bir reçine ile yapıştırılır. Bakır katın kalınlığı 35-70 µm kadardır. Bu şekilde bir veya iki yüzü bakırla kaplanmış plakalar elektronik malzemesi satıcılarında bulunur. Standart büyüklük Avrupa formatı'dır. (100mm x 160mm) ve plaketler bu büyüklüğün tam katları şeklinde kesilmiş olmalıdır. İşte bu malzeme, baskı devre yapımında esastır ve profesyonel baskı devre imalatçıları tarafından da hazır olarak alınmaktadır.
Baskı devre plaketlerinin hazırlanmasında en zor ve oyalayıcı adım, elde bulunan devre şeması veya deney düzeninden baskı devre planının elde edilmesidir; iletken yollar birbirini kesmelidir. Tabii iki yüzlü (hatta çok katlı) baskı devreler de hazırlanabilir. Karmaşık devrelerde, yolların en iyi durumunu bulmak için kurşun kalemle taslak hazırlamak kaçınılmazdır.
Çok basit devrelerde ise yollar aside dayanıklı bir kalem ile doğrudan bakır üzerine çizilebilir. Hatta, aşırı basit bir devrede plaket hazırlanmadan tamamen vazgeçilerek, delikli plakalar kullanılır.
Baskı devre hazırlamada kullanılan çok çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri de başarılı sonuçlar veren pozitif-fotorezist yöntemidir. Bu yöntemde saydam kağıt (Aydınger) üzerinden çini mürekkebi ile koyu ve tam örtücü olarak çizilmiş pozitif, yani bakır yolların siyah olduğu, bir film kullanılır. 90 g/m2 ağırlığında ve üzerinde 2.54 mm aralıklı çizgiler basılmış kareli Aydınger kağıdı en uygun malzemedir. Bu çizgilerin UV- ışığı geçirmeleri yani açık mavi renkli olmaları gerekir. Koyu kısımların ışık geçirmezliğini sağlamak için genellikle bir taraftan çizmek yeterli olmamaktadır. Bu nedenle de aydıngerin iki yüzden boyanmasında fayda vardır. Çini mürekkeple çizim için yeterli deneyime sahip bulunmayanlar, Letraset benzeri çıkartmalar ve şeritler kullanabilirler. Bu yaprakların üzerinde çeşitli büyüklük ve kalınlıkta lehim adaları, yollar, köşeler ve semboller vardır.
Yolların ince olmasını gerektiren kalabalık ve karmaşık devrelerde baskı devre filmini tersten yapmak ve ışıklandırma sırasında çıkartmaların bulunduğu yüzün aşağıya gelmesini sağlamak gerekir. Yoksa, ışığın kenarlarda kıvrılması sonucu yollar incelebilir. Şimdi artık eldeki baskı devre planı bakır yüzey üzerine aktarılmalıdır. Yani yolları bırakıp geriye kalan bakırı sıyırmak için bir yol bulunmalıdır.
Bunun için bakır, aside dayanıklı ve ışığa duyarlı bir film ile kapanır. Bu film ışıklandırılıp banyo edildikten sonra açıkta kalan bakır kısımlar uygun aşındırıcı malzeme ile çözülebilir. Bakır yüzey pozitif 20 ile kaplanmadan önce bir mekanik temizleme tozu yardımıyla yağ ve asitlerden arındırılmalıdır. Temizlikten sonra temizleme maddesi su ile akıtılır Bakır üzerinden yekpare bir su filmi oluşması yüzeyin temizliğinin göstergesidir. Fotorezist-lak ın bakır üzerinde her tarafa eşit dağılması için plaket tamamen kurutulmalıdır. Ya da bez yerine saç kurutma makinesi kullanılması atıklar bırakmadığından daha uygundur. Ancak bakırı fazla ısıtıp bozmamak için arada 20 cm.lik bir uzaklık bırakılmalıdır. Sprey şeklindeki lak'ın sıkılması gün ışığında gerçekleştirilebilir. Ancak lak UV- ışığa duyarlı
olduğundan, doğrudan güneş ışığını görmesi engellenmelidir.
Sprey 20 cm kadar uzaklıktan yatay olarak duran plaket üzerinde sanki bir yılanın yolu çiziliyormuş gibi sıkılmalıdır. Bu şekilde oluşan filmin kurutulması karanlıkta yapılacaktır. Kurutma işlemi oda sıcaklığında 24 saat sürer, bu da tabii çok uzun bir süredir. Bir fırın kullanılırsa işlem süresi çok kısalır. Lak ile kaplanmış plaket soğuk fırının içine konur ve sıcaklık yavaş olarak 70 şC' ye çıkarılır, 30 -45 dakika sonra lak kurumuştur ve ışıklandırmaya hazırdır. Kurutma daha yüksek sıcaklıkta ve /veya daha uzun süre yapılırsa , lak pişer ve ışığa duyarlılığı kaybolur. Işıklandırma için hazırlanmış olan baskı devre filmi plaketin lak'lı yüzüne konur. Filmin tamamen yapışması için de 2 mm kalınlığında bir cam parçası kullanılır. En uygun ışık kaynağı UV- ampulü, örneğin cıva buharlı ampul veya yapay güneş ışığı ampuludur.
Pozitif 20'nin duyarlı olduğu ışığın dalga boyu üretici verilerine göre 360-410 nm arasındadır. Lamba ile ışıklandırılan plaket arasındaki uzaklık 25- 30 cm, ışıklandırma süresi ise lambanın gücü ve lak kalınlığına göre 1-5 dakika arasında olmalıdır. En iyi değer bir çok deneme sonucu elde edilir ve her zaman aynı kalınlıkta kaplama yapılmasına dikkat edilerek, bulunmuş olan bu değer kullanılır. İlk defa baskı devre yapan birisi için banyo işlemi en heyecanlı adımdır. 7gram NaOH bir litre su içinde tamamen çözülür. Bu orana dikkat edilmesi gerekir. Konsantrasyon fazla olursa ışık görmemiş yerlerde çözülür. Banyo sıvısı plaketin üstünü tamamen örtmelidir. Çözelti aynen film banyosunda olduğu gibi yavaşça hareket ettirilir, böylece plaketin üzerine her zaman temiz banyo sıvısı gelir ve çözülmüş parçalar uzaklaşır. 2-3 dakika içinde "resim" ortaya çıkmalıdır, eğer hala bir şey gözükmüyorsa ışıklandırma çok kısa olmuş demektir. Her şey yolunda ise bakır yüzey üzerinde koyu renkli yollar ortaya çıkar. Banyo bitiminde plaket su ile iyice yıkanarak NaOH'tan temizlenmelidir. Banyo sıvısı ile temas ederseniz, temas yerini hemen bol su ile yıkamalısınız. Eğer bu işlemler sırasında yanınızda limon veya sirke bulundurursanız, asit içeren bu madde ile NaOH' ı nötralize ederek etkisini giderebilirsiniz. Şimdi artık sıra açıkta kalan bakırın yedirilmesine gelmiştir. Pozitif 20 kullanıla gelen asitli banyolara dayanıklı olduğundan, demir III klorür,amonyumpersulfat ve krom asidine baş vurulabilir.
Bu banyolar %30-40 konsantrasyonlu olarak hazırlanırlar ve bir ısıtıcı üzerinde 40 -50 ºC sıcaklıkta tutulurlar. Banyo kabı olarak ----l kap kullanılmaz, ısıya dayanıklı cam tencereler(pyrex) işinizi görür. Aşındırıcı banyoyu ille de kendileri hazırlamak isteyen şu reçeteyi kullanabilirler: 7 kısım %35 tuz ruhu 1 kısım %30 hidrojenperoksit 25 kısım su Bu karışımın çok keskin bir kokusu vardır. Ve biraz dumanlıdır. Aşındırma etkisi çok kuvvetli
olduğundan dikkatle kullanılmalıdır. Acemi olanlar, işlem daha yavaş sürdüğünden, ilk sözü edilen maddelerle çalışmalıdırlar. Karışımın reçetede verilenden daha konsantre olmamasına dikkat edilmelidir, yoksa banyoda kısa süreli bir köpürmeden sonra elinizde sadece pertinaks plakası kalır. Karışım sırası da yukarıdaki listeye uygun ve sondan başa doğru olmalıdır. Yoksa tersi yapılıp ta su asit içerisine içine boca edilirse, karışım kaynayıp etrafa sıçrar. Yedirme işleminden sonra plaket. Üzerinde hiç hiçbir artık kalmayacak şekilde akan su altında durulanır. İletken yollar üzerinde hala aside dayanıklı olan lak bulunmaktadır. Bu kat da Aseton veya Nitro Verdünner ile kaldırılabilir.
Artık açıkta kalmış olan ve uzun süre dayanmasını istediğiniz bakır kısımların koruyucu lehim lakı ile kaplanması gerekir. Hazır laklar kullanılabileceği gibi alkol veya tiner içinde eritilmiş reçine de işimizi görür. Baskı devre şimdi deliklerin delinmesi ve elemanların yerleştirilmesine hazırdır.