PCB Üretiminde Kullanılan Taban Malzemeleri ve Özellikleri

PCB Üretiminde Kullanılan Taban Malzemeleri ve Özellikleri

Baskı devre kartı (PCB) üretiminde kullanılan, taban malzemesi (temel malzeme) bakır kaplı kompozit bir yapıdan oluşur. IPC dökümanında yer alan IPC-4101 de detayları verilen “Base Material“ olarak isimlendirilen bu kompozit yapının ana maddesi temel olarak kağıt,cam ve epoksidir.Bu maddelerin kullanımının çeşitine ve oranına göre çeşitli isimler verilmiştir. En çok bilinenleri FR2, FR4, CEM1,CEM3 ve Alüminyumdur. Ayrıca FR1,FR5,G10,CRM-5,GPY gibi çeşitleri mevcuttur. Genelde kullanılan taban malzeme markalarından bazıları; Kingboard (KB), Nanya, Goldenmax, Rogers, Panasonic, Isola, Argon ve birçok marka mevcuttur. Bu malzemeler kimyasal, fiziksel, ısısal ve elektriksel özellikleri bakımından kullanım sahasına göre sınıflandırılır. Örneğin KB, Nanya, Goldenmax markaları genel endüstri kartları üretiminde kullanılırken; Argon, Rogers, Panasonic, Isola gibi markalar HDI özellikli kartların üretiminde tercih edilir. Malzeme üreticisinde ISO, UL, VDE, RoHS, Reach gibi global genel kalite ve güvenlik standartları aranır. Ayrıca otomotiv standardı olan IATF kalite standardını sağlayan üreticiler de vardır.

Taşıma ve Depolamada Saklama Standartları

Taban malzemesinin taşıma ve depolama yapılırken saklama şartları; ortalama sıcaklık 50°C ve % 85 altı nem şartları sağlanması sağlıklıdır. Nem, taban malzemesinin kabarması olan deleminasyona sebep
olur. Baskı devre kart üreticisi IPCTM- 650 Metod 2.6.3’e uygun olarak nem ve yalıtkanlık direnç testi yapar. Bununla birlikte üretici malzemenin raf ömrüne dikkat etmelidir. Ayrıca üretimi tamamlanan PCB, nem alımını engellemek için vakumlanır, vakum içine nem torbası eklenir. PCB’lerin dizgi işlemi yapılmadan önce, özellikle Flex ve CEM1 kartlarında nem alma ihtimaline karşılık ön testleri yapılmalıdır.

Taban Malzemesinde Tolerans

Taban malzemesinin üretiminde ortalama +/-% 10 tolerans olabilmektedir. Tasarımcı, kritik kalınlıklarda toleransı dikkate almalıdır. Taban malzemesine eklenen standart bakır kalınlıkları; 5 μm olarak başlar ; 9 μm, 12 μm, 1/2 oz, ¾ oz , 1 oz,2 oz ve 14 oz’a kadar kalınlıklar mevcuttur. (1 oz=0,035 μm)

Taban malzemelerini biraz detaylandıralım;

FR 4

İyi elektriksel,ısısal ve fiziksel performansa sahip iyi dokunmuş cam yünü ve epoksi malzemenin karışımı ile oluşan ve en çok tercih edilen malzemedir. Bükülmeye karşı kuvvetli, mukavemeti yüksek, mekanik strese karşı dayanıklıdır. Yüksek frekansta çalışabilmektedir. Düşük su emiciliği ile kuru ya da nemli koşullarda fiziksel ve elektriksel değerlerini koruyabilir. Termal malzemesinin kararlılığı ve yüksek sıcaklığa dayanıklılığı ile birlikte, kendiliğinden sönme özelliğine sahiptir. Dielektrik dayanımı, TG, TD,
CTI gibi malzemenin karakterinde aranan fiziksel ve elektriksel şartlar, kritik sahalarda belirlenmelidir.
Tek taraflı, çift taraflı ve multilayer PCB üretimi için uygundur. Delik için kaplamlara uygundur. Kalıplı üretimlerde malzeme sağlamlığından uygun değildir.

FR 2

Yapısında fenol türevli selülozik kağıt olan malzemedir. Türkiye piyasasında tercih edilen en ucuz maliyetli taban malzeme FR2’dir. Kalıplı üretime uygundur. Bu da maliyeti düşürür. Delik içi prosese uygun değildir. Tek taraflı PCB’ler için kullanılır. Yüzey kaplama için OSP kaplama daha uygundur. Sınırlama olmamakla birlikte yüksek ısıya maruz kalmayan genel endüstri kartlarında kullanılabilir.

CEM1

Yapısında selülozik kağıt ve epoksi olan malzemedir. Ucuz maliyetli bu malzeme, kalıplı üretime uygundur. FR2 ye göre daha pürüzsüz bir yapısı vardır. Delik içi prosese uygun değildir. Tek katlı üretim için uygundur. Yüzey kaplama seçeneklerinden OSP kaplama ve HAL kurşunlu ve kurşunsuz üretime uyumludur. Piyasada, genellikle beyaz renkli malzeme olarak bilinir. LED uygulamaları ve tek katlı genel endüstri kartlarında kullanılabilir.

ALUMİNYUM

Fiziksel olarak daha dayanıklı ve uzun ömürlüdür. Hızlı ısı dağılımı sayesinde soğutma özelliği sağlayarak devre elemanlarını soğutur ve ömürlerini uzatır. Delik içi prosesi uygun değildir; ancak çift katlı alüminyum PCB üretimi de yapılabilmektedir. Çoğunlukla LED uygulamalarında kullanılır.

Özdisan Elektronik, müşterilerinin genel ve özel taban malzemeli PCB taleplerini, çeşitli tedarikçileriyle sağlamaya devam ediyor.