Lazerle İşlenmiş PCB'de El ile Delinmiş Sub-mm Vias ve Dikişli Katmanlar: SiC Anahtarlama Testi
Platformumuzdaki en çok okunan ve popüler makaleleri görmek için Trendler bölümüne geçebilirsiniz.
Lazerle işlenmiş baskılı devre kartlarında (PCB) sub-milimetre çapında el ile delinmiş vias ve bunların tel ile dikiş yöntemiyle bağlanması, yüksek frekanslı ve yüksek performanslı uygulamalarda döngü endüktansını azaltmak için kullanılan yenilikçi bir yöntemdir. Bu teknik özellikle silisyum karbür (SiC) anahtarlama devrelerinde, anahtarlama performansını artırmak amacıyla tercih edilmektedir.
Sub-mm Vias ve Dikişli Katmanların Amacı
Vias, PCB üzerindeki farklı katmanlar arasında elektriksel bağlantı sağlar. Ancak yüksek frekanslı devrelerde, viasların oluşturduğu döngü endüktansı sinyal kalitesini olumsuz etkileyebilir. Bu nedenle, sub-mm çapında, yani milimetrenin altında delikler açılarak ve bu deliklerden ince teller geçirilerek katmanlar arasında sıkı bir bağlantı sağlanır. Bu işlem, "dikiş" olarak adlandırılır ve devre üzerindeki geri dönüş yolunun sıkı tutulmasına yardımcı olur.
Bu yöntemle:
Döngü endüktansı minimize edilir.
SiC anahtarlama sahasında performans artışı sağlanır.
Hızlı prototipleme için fabrika üretimi PCB'lere alternatif oluşturulur.
Ayrıca Bakınız
Lazerle PCB İşleme ve Delme
Lazerle PCB işleme, kimyasal aşındırma yöntemlerine kıyasla çevresel ve uygulama açısından avantajlar sunar. Fiber lazer kullanılarak bakır tabaka kazınabilir ve hassas delikler açılabilir. Kullanılan lazer parametreleri örnek olarak:
Marka: GWEIKE
Güç: 20W
Hız: 1500 mm/s
Güç Seviyesi: %75
Bu ayarlar, 0603 boyutundaki bileşenler ve 1.27 mm pitch aralığı için yeterli hassasiyeti sağlar. Lazerle delme sırasında cam-epoksi tabakasında aşırı ablasyon (malzeme buharlaşması) olmaması için parametreler dikkatle ayarlanmalıdır. Ayrıca, lazerle delme işlemi sırasında ortaya çıkan koku ve dumanın çalışma ortamından uzaklaştırılması önemlidir.
El ile Delinmiş Viasların Lehimlenmesi ve Termal Rahatlama
Delikler 0.4 mm çapında mini matkap uçları ile açılır. İnce bir tel, iki delikten geçirilir ve uçları kıvrılarak yerinde sabitlenir. Bu yöntemle lehimleme işlemi hızlı ve kolaydır. Ancak lehimleme sırasında padlere termal rahatlama uygulanması önerilir. Termal rahatlama, padlerin çevresinde küçük kesikler açılarak ince bakır şeritlerle bağlantı sağlanmasıdır. Bu, lehimleme sırasında padlerin aşırı ısınmasını engeller ve lehim akışını kolaylaştırır.
Kimyasal Aşındırma ve Lazer Kazıma Karşılaştırması
Geleneksel yöntemlerde bakır tabaka, kimyasal aşındırıcılar (örneğin sodyum persülfat) kullanılarak kazınır. Bu yöntemlerin çevresel atıkları ve imha zorlukları vardır. Lazer kazıma ise bu kimyasal işlemleri ortadan kaldırır ve daha temiz bir üretim süreci sağlar. Ancak lazer kazıma sırasında cam-epoksi tabakasından çıkan kokular çalışma ortamını olumsuz etkileyebilir.
Uygulama Örneği: SiC MOSFET Anahtarlama
Bu yöntemle üretilen PCB, bir SiC MOSFET seti üzerinde büyük bir indüktörün darbe ile sürülmesi ve neon lambalar üzerinden flyback (geriye dönüş) etkisinin gözlemlenmesi için kullanılmıştır. Bu uygulama, yüksek hızlı anahtarlama devrelerinin performansını test etmek için bir demo niteliğindedir.
Sonuç
El ile delinmiş sub-mm vias ve tel dikişi yöntemi, lazerle işlenmiş PCB'lerde yüksek performanslı anahtarlama devreleri için döngü endüktansını azaltan etkili bir yaklaşımdır. Fiber lazer kullanımı, hassas bileşen yerleşimi ve hızlı prototipleme imkanı sunar. Termal rahatlama uygulamaları ve uygun lehimleme teknikleri, bu yöntemin verimliliğini artırır. Kimyasal aşındırma yöntemlerinin çevresel ve uygulama zorluklarına alternatif olarak lazer kazıma, özellikle hobi ve küçük ölçekli üretimlerde tercih edilmektedir.
"Lazerle işlenmiş PCB'lerde el ile delinmiş viaslar, hızlı ve etkili prototipleme için fabrika üretimi PCB'lere kıyasla beklenenden daha yetenekli sonuçlar sunuyor."
