FR4 (Alev Geciktirici 4), baskılı devre kartları (PCB'ler) üretmek için kullanılan yaygın bir substrattır. Cam elyaf takviyeli epoksi reçine kompozit malzemedir ve iyi mekanik mukavemet, ısı direnci, elektrik yalıtımı ve alev geciktiricilik özelliklerine sahiptir.

FR4'ün temel özellikleri
Malzeme bileşimi:

Cam elyaf kumaş (mekanik mukavemet sağlar)

Epoksi reçine (yalıtım ve ısı direnci sağlar)

Alev geciktirici (UL94-V0 alev geciktirici sınıfına ulaşmasını sağlar)

Performans özellikleri:

Yüksek sıcaklık direnci (genellikle 130-150°C'ye dayanabilir, bazı yüksek TG FR4'ler 170-180°C'ye ulaşabilir)

Yüksek mekanik mukavemet (bükülme direnci, darbe direnci)

İyi elektrik yalıtımı (elektronik devreler için uygundur)

Düşük nem emilimi (nemli ortamlarda stabil performans sergiler)

Alev geciktirici (UL94-V0 seviyesi, yanmaz)

Uygulamalar:

PCB (tek katmanlı levha, çok katmanlı levha)

Elektronik yalıtım malzemesi

Mekanik yapısal bileşenler

FR4 hem yalıtım, mekanik mukavemet hem de ısı direncine sahip olduğu için PCB üretiminde yaygın olarak kullanılır ve en yaygın devre kartı substratlarından biridir.

Bir ' PCB delme makinesi ' yapmak için ne bilmeniz gerekiyor? Bir PCB delme makinesi yapmak, mekanik tasarım, elektrik kontrolü, yazılım programlama ve PCB işleme teknolojisi dahil olmak üzere birden fazla alanda bilgi ve beceri gerektirir. İşte hakim olunması gereken ana içerikler:

1. Mekanik yapı tasarımı
(1) Tezgah tasarımı
Gantry veya konsol yapı tasarımı

Kılavuz ve vida seçimi (yüksek hassasiyetli bilyalı vida, lineer kılavuz)

Spindel sistemi (yüksek hızlı spindel, genellikle 50,000~300,000 RPM)

Verimliliği artırmak için otomatik takım değiştirme sistemi (ATC)

(2) Hassas hareket kontrolü
Delme hassasiyetini sağlamak için yüksek hassasiyetli servo motor veya step motor

Hareket kontrol algoritması (doğrusal interpolasyon, dairesel interpolasyon)

Hata telafi teknolojisi (sıcaklık telafisi, mekanik hata telafisi)

2. Elektrik ve kontrol sistemleri
(1) CNC sistemi
Hareket kontrol kartı (DSP, FPGA veya PC-Based kontrol gibi)
G kodu analizi (PCB delme programı genellikle Excellon formatındadır)
Görsel hizalama sistemi (hizalama hassasiyetini artırır)
(2) Elektrik kısmı
Yüksek frekanslı değişken frekanslı sürücü (spindel motorunu sürer)
Güç yönetimi (kararlı güç kaynağını sağlar)
Güvenlik koruma devresi (aşırı akım, aşırı yük koruması)
3. PCB işleme teknolojisi
PCB malzemeleri (FR4, CEM-3, yüksek frekans malzemeleri vb.)
Delme işlemi:
Mikro delikler (0.1mm'den az) ve sıradan delikler (0.2~0.5mm)
Çok katmanlı levha delme (farklı katmanlar arasında konum doğruluğu gereksinimleri)
Lazer delme vs mekanik delme
Vakum temizleme sistemi (delme tozunu temizler ve kirliliği önler)
4. Bilgisayar görüşü ve otomasyon
CCD görsel hizalama sistemi (konumlandırma noktalarını tanımlar ve delme doğruluğunu artırır)
Otomatik yükleme ve boşaltma (robot veya vakum emme kupası)
AI tespiti (delme hatası analizi)
5. Yazılım ve veri işleme
CAM yazılım desteği (Genesis, CAM350, AutoCAM)
G kodu analizi (Excellon veya Gerber dosya işleme)
Hareket kontrol yazılımı (LabVIEW, C++, Python)
6. Diğer önemli teknolojiler
Çevre kontrolü (sabit sıcaklık ve nem, malzeme deformasyonunu azaltma)
Elektrostatik koruma (ESD) (PCB'ye elektrostatik hasardan kaçınma)
Üretim hattı otomasyonu (MES sistemi, veri izlenebilirliği)
Özet
Bir PCB delme makinesi yapmak için, yüksek hassasiyetli ve yüksek verimli ekipman oluşturmak amacıyla mekanik tasarım, CNC kontrol, elektrik otomasyonu, görsel sistem, PCB süreci ve diğer bilgileri kapsamlı bir şekilde öğrenmeniz gerekir.
Şu anda işinizin hangi kısmını yapıyorsunuz? Tüm makine tasarımı mı yapıyorsunuz yoksa belirli bir modüle mi odaklanıyorsunuz?

PCB levhaları hangi malzemelere ayrılır?

PCB (Baskılı Devre Kartı), substrat tipine göre aşağıdaki ana malzemelere ayrılabilir. Her malzeme, farklı elektronik ürünler ve uygulama senaryoları için uygundur:
1. Substrat tipine göre sınıflandırma
(1) Sert PCB malzemesi
Çoğu geleneksel elektronik cihazda kullanılır, mekanik dayanıklılığı ve elektriksel performansı stabildir.
FR-4 (en yaygın)

Bileşim: cam elyaf kumaş + epoksi reçine + alev geciktirici

Özellikler: yüksek sıcaklığa dayanıklı (TG değeri genellikle 130°C~180°C), iyi yalıtım, alev geciktirici (UL94-V0)

Uygulama: tüketici elektroniği, otomotiv elektroniği, endüstriyel kontrol ekipmanları vb.

CEM-1, CEM-3 (FR-4'e ekonomik alternatif)

Bileşim: cam elyaf + kağıt taban (CEM-1), veya cam elyaf + dokumasız kumaş (CEM-3)

Özellikler: düşük maliyet, performans FR-4 ve kağıt substrat arasında

Uygulama: ev aletleri, düşük seviyeli tüketici elektroniği

Yüksek frekanslı malzemeler (PTFE, seramik dolgu malzemeleri)

Bileşim: politetrafloroetilen (PTFE), seramik dolgu malzemeleri

Özellikler: düşük dielektrik sabiti (Dk), düşük kayıp (Df), yüksek frekanslı sinyal parazitine direnç

Uygulama: 5G iletişim, uydu iletişimi, RF mikrodalga devresi

Metal tabanlı PCB (alüminyum tabanlı, bakır tabanlı)

Bileşim: metal substrat (alüminyum, bakır) + yalıtım katmanı + Bakır folyo

Özellikler: Mükemmel termal iletkenlik, yüksek ısı dağıtım gereksinimleri olan uygulamalar için uygundur

Uygulamalar: LED aydınlatma, güç modülleri, otomotiv elektroniği

(2) Esnek PCB malzemeleri (FPC)

Bükülmesi veya katlanması gereken elektronik ürünler için kullanılır.

PI (polimid, Kapton)

Özellikler: Yüksek esneklik, yüksek sıcaklık direnci (300°C'nin üzerine dayanıklı), kimyasal direnç

Uygulamalar: Akıllı telefonlar, giyilebilir cihazlar, havacılık elektroniği

PET (polietilen tereftalat)

Özellikler: Düşük maliyet, genel sıcaklık direnci (genellikle 150°C'nin altında)

Uygulamalar: Düşük seviye FPC, örneğin klavye membran anahtarları

(3) Rigid-flex PCB malzemeleri

FR-4 ve FPC malzemelerini birleştirerek sertlik ve esneklik kombinasyonu sağlar, karmaşık yapılar için uygundur.

Sert kısım (FR-4) + esnek kısım (PI)

Özellikler: katlanabilir ve belirli bir mekanik dayanıklılık sağlar

Uygulamalar: yüksek seviye tüketici elektroniği, tıbbi ekipmanlar, askeri elektronik

2. Isı direnci seviyesine göre sınıflandırma (TG değeri)
**TG (cam geçiş sıcaklığı)** PCB malzemesinin yüksek sıcaklıkta sertten yumuşağa dönüştüğü sıcaklığı gösterir.

TG değeri Malzeme kategorisi Uygulanabilir senaryolar
Ordinary TG (<130°C) Düşük seviye CEM-1, CEM-3 Genel ev aletleri
Medium TG (130~170°C) FR-4 konvansiyonel malzemeler Çoğu elektronik ürün
Yüksek TG (>170°C) Özel FR-4, yüksek frekanslı malzemeler Sunucular, otomobiller, 5G ekipmanları

3. Özel PCB malzemeleri
Seramik tabanlı PCB (Al₂O₃, AlN)

Özellikler: son derece yüksek termal iletkenlik, yüksek sıcaklık direnci

Uygulama: askeri sanayi, güç yarıiletkenleri, lazer ekipmanları

HDI PCB (yüksek yoğunluklu bağlantı kartı)

Malzeme: yüksek TG FR-4, PI

Uygulama: akıllı telefonlar, çip paketleme

Özet
PCB malzemelerinin seçimi uygulama senaryosuna bağlıdır:

Sıradan tüketici elektroniği → FR-4

Yüksek frekanslı iletişim (5G, RF) → PTFE, seramik dolgu malzemeleri

Yüksek güçlü ısı dağıtımı (LED, güç kaynağı) → alüminyum tabanlı, bakır tabanlı

Esnek cihazlar (cep telefonları, giyilebilirler) → PI (poliimid)

Yüksek güvenilirlik (otomobiller, sunucular) → Yüksek TG FR-4