Serigrafi ile PCB Üretimi Nasıl Yapılır? Evde ve Küçük Seride Baskı Devre Hazırlama

Serigrafi ile PCB üretimi neden yeniden önem kazandı? Serigrafi yöntemi uzun zamandır profesyonel baskı devre üretiminde kullanılan bir tekniktir. İlk bakışta zahmetli görünse de aynı devreden birden fazla kart üretilecekse ciddi avantaj sağlar. Özellikle yurtdışından hazır PCB getirtmenin maliyet, bekleme süresi ve işlem yükü açısından zorlaşması, evde PCB üretimi ve küçük seride baskı devre hazırlama yöntemlerini yeniden öne çıkardı.

Bu yöntem tek kartlık acil denemeler için her zaman en hızlı çözüm olmayabilir.

Ancak aynı tasarımı tekrar tekrar basmak gerektiğinde serigrafi, hem daha düzenli sonuç verme hem de tekrar edilebilirlik açısından güçlü bir seçenektir.

Bastidor bir kez doğru hazırlandığında aynı desen farklı plakalar üzerine kontrollü şekilde aktarılabilir.

Serigrafi yöntemi ile PCB baskı nasıl çalışır?

Temel mantık, devre yollarını doğrudan bakıra çizmek yerine önce gergin bir elek üzerine hazırlamaktır.

Bu elek ışığa duyarlı emülsiyon ile kaplanır. Daha sonra asetat üzerindeki devre deseni eleğin arka tarafına yerleştirilir ve kontrollü biçimde pozlandırılır.

Işık alan bölgeler sertleşir, opak devre çiziminin altında kalan bölgeler ise yıkama sırasında açılır. Böylece mürekkebin geçeceği yollar belirlenmiş olur.

Baskı sırasında aside dayanıklı uygun mürekkep racleta yardımıyla eleğin üzerinden geçirilir.

Mürekkep yalnızca açık kalan bölgelerden geçerek bakırlı plaket üzerine devre desenini aktarır.

Kuruma tamamlandıktan sonra plaket aşındırma banyosuna alınır ve kapatılmamış bakır yüzeyler uzaklaştırılır. Sonuçta yalnızca devre yolları kalır.

Gerekli ekipman ve malzemeler

• Elek/ipek: No 90 ve No 120
• Bastidor: Eleğe uygun çerçeve veya kasnak, tercihen T300 sınıfında sağlam yapı
• Emülsiyon: Işığa duyarlı emülsiyon
• Revelador / duyarlayıcı: Emülsiyonla birlikte kullanılan açıcı bileşen
• Solvent / aktivatör: PREGASOL EP 3 veya eşdeğer ürün
• Espuma: İnce destek köpüğü veya oasis türü malzeme
• Cam plaka: Bastidor iç ölçüsüne uygun 4–5 mm cam
• Pist baskı boyası: UV boya, metal boyası veya polietilen uyumlu serigrafi mürekkebi
• Lehim maskesi boyası: Solder mask UV
• Racleta / rasero: Baskı için uygun kenarlı plastik spatula
• Ferrik klorür: Açıkta kalan bakırı aşındırmak için
• Varsol veya hipoklorit: Mürekkep inceltme ve temizlik işlemlerinde
• Tiner: Temizlik ve bazı yüzey işlemleri için
• Reçine kolofoni: Son koruyucu katman veya flux benzeri uygulama için
• Kostik soda: Baskı sonrası boya sökme/temizlik aşamalarında
• Ev tipi çamaşır suyu: Eleği temizleme veya desen sökme işlemlerinde
• Plastik kap: Kartların banyo işlemleri için
• UV lamba veya photoflood: Pozlama ve kurutma işlemleri için
• Bez, estopa, temizlik parçaları: Elek ve yüzey temizliği için

Önemli not: kaynak yazıda bu malzemelerin bir kısmı aynı anda değil, farklı aşamalarda kullanılıyor. Yani bunların hepsi “ilk anda masaya dizilecek zorunlu liste” gibi okunmamalı; bir kısmı bastidor hazırlığı, bir kısmı baskı, bir kısmı temizlik, bir kısmı da lehim maskesi ve son işlem içindir.

Serigrafi ile profesyonel sonuç almak isteyenler için serigrafi baskı tekniği ile evde profesyonel PCB üretimi sayfası da iyi bir tamamlayıcı içerik olur.

Bastidor hazırlığı neden bu kadar önemlidir?

Bu işin temelinde bastidor kalitesi vardır. Elek düzgün gerilmemişse, yüzey kırışık kalmışsa veya çerçeve düzgün oturmuyorsa baskı sırasında devre yollarında kayma, kalınlaşma veya kopma görülebilir.

İnce hatlı devrelerde bu durum daha da belirgin hale gelir.

Tek bastidorla her işin yapılabileceği düşünülse de pratikte durum her zaman böyle değildir.

Yollar inceldikçe ve baskı hassasiyeti arttıkça, bastidor gerilimi ve elek seçimi daha kritik hale gelir.

Bu yüzden serigrafi yöntemi “aynı mantıkla her karta uygulanır” diye düşünülmemelidir.

Emülsiyon sürme ve asetat yerleştirme aşaması

Emülsiyon uygulaması düzgün değilse devamındaki tüm işlem boşa gidebilir.

Yüzeye homojen sürülmeyen emülsiyon, kabarcık bırakan uygulama veya açık kalan boşluklar daha sonra istenmeyen açıklıklar oluşturur.

Emülsiyon, fazla ışık almadan kontrollü biçimde kurutulmalıdır.

Burada acele etmek başka, süreci gelişigüzel yapmak başkadır.

Amaç yüzeyin dengeli kuruması ve pozlamaya hazır hale gelmesidir.

Asetat kalitesi de sonucu belirler. Devre çiziminin siyah bölgeleri yeterince opak değilse ışık kaçakları oluşur.

Bu da baskı sırasında ince yolların kapanmasına, istenmeyen yerlerin açılmasına veya kenarların bozulmasına neden olabilir.

Pozlama süresi neden deneme gerektirir?

Pozlama süresi sabit bir ezber değildir. Kullanılan emülsiyon, ışık kaynağı, mesafe ve ortam sıcaklığı değiştikçe sonuç da değişir.

Bu nedenle serigrafi ile PCB yapımında en doğru yaklaşım, önce küçük testler yapıp kendi düzeneğine uygun süreyi bulmaktır.

Pozlama sonrası yıkama aşamasında ışık almayan bölgeler açılır ve desen eleğin üzerinde netleşir.

Bu anda yapılan yıkama, baskı kalitesini doğrudan etkiler.

Bakırlı plaketin hazırlanması ve baskı öncesi hizalama

Plaket baskı alanına göre düzgün kesilmeli ve kenarda küçük bir çalışma payı bırakılmalıdır.

Bunun nedeni, baskı sırasında kartın sabitlenmesini ve desenin daha rahat hizalanmasını sağlamaktır.

Bastidor ile plaket arasında gereğinden az boşluk bırakılırsa baskı sırasında yapışma ve yayılma sorunu görülebilir.

Gereğinden fazla boşluk bırakılırsa mürekkep geçişi bozulabilir.

Bu nedenle serigrafide mekanik ayar, kimyasal süreç kadar önemlidir.

PCB üzerine baskı alma aşaması

Mürekkebin elekten bakıra geçirilmesi teoride basit görünür, pratikte ise el alışkanlığı ister.

Racleta baskısı, mürekkebin kıvamı, bastidorun plaket üzerindeki yüksekliği ve baskı hızı sonucu doğrudan etkiler.

İnce yollar basılacaksa temiz kenar, sabit pozisyon ve uygun mürekkep kıvamı şarttır.

Aksi halde yollarda kalınlaşma, adacıkların birleşmesi veya kopuk baskı oluşabilir.

Farklı yöntemlerle karşılaştırma yapmak isteyenler için PCB yapımı başlıklı içerik de yararlı olabilir.

Kuruma ve bakırın aşındırılması

Baskı tamamlandıktan sonra plaket hemen aşındırmaya alınmaz.

Önce mürekkebin yeterli dayanımı kazanması gerekir.

UV ile kuruyan boyalar burada avantaj sağlar; ancak temel mantık, koruyucu katmanın bakır üzerinde sağlamlaşmasını beklemektir.

Bakırın aşındırılması aşamasında ferrik klorür kullanılan klasik sistem uygulanabilir.

Bu aşamada açıkta kalan bakır yüzeyler giderilir, baskı ile korunan yollar yerinde kalır.

İşlem tamamlandığında koruyucu katman temizlenir ve yollar görünür hale gelir.

Bu aşamada yüzeyin temiz ve düzenli çıkması, önceki adımların doğru yapıldığını gösterir.

Delik açma, lehim maskesi ve komponent baskısı

Aşındırma tamamlandıktan sonra deliklerin uygun çapta uçlarla açılması gerekir.

Özellikle sık pin aralıklı veya pad alanı dar devrelerde bu aşama önemlidir.

Serigrafinin güçlü taraflarından biri de yalnızca yolların değil, lehim maskesi ve komponent baskısının da aynı mantıkla uygulanabilmesidir.

Lehim maskesi bakır yolları oksidasyona karşı korur, lehim köprülerini azaltır ve karta daha temiz bir görünüm kazandırır.

Komponent baskısı ise montaj sırasında yerleşimi kolaylaştırır.

Özellikle çok elemanlı kartlarda hata payını azaltır ve daha profesyonel görünüm verir.

Son aşamada bakır yolları oksitlenmeye karşı korumak ve lehimlemeyi kolaylaştırmak için kolofoni temelli bir koruyucu katman uygulanabilir.

Özellikle SMD montaja geçilecekse krem lehim baskı konusu da bu yazının doğal devamı sayılır.

Serigrafi yöntemi kimler için mantıklıdır?

Serigrafi özellikle aynı kartı birkaç kez basacak olanlar, küçük atölyede düzenli üretim yapanlar ve lehim maskesi ile komponent baskısını da kendi içinde çözmek isteyenler için mantıklıdır.

Sadece tek bir kart hızlıca denenecekse daha basit yöntemler bazen daha uygun olabilir.

En sık yapılan hatalar

• Pozlama süresini ezbere uygulamak: Her emülsiyon ve ışık düzeni aynı sonucu vermez.
• Asetat opaklığını hafife almak: Işık kaçakları ince yolları bozabilir.
• Elek gerilimini önemsememek: Kırışık veya gevşek yüzey baskıyı bozar.
• Mürekkep kıvamını kontrol etmemek: Taşma veya kopuk baskı oluşabilir.
• Kuruma tamamlanmadan aşındırmaya geçmek: Koruyucu katman zayıf kalabilir.
• Hizalamayı zayıf yapmak: Özellikle çoklu baskıda kayma oluşur.
• Kimyasal güvenliği ihmal etmek: Aşındırma ve temizleme işlemleri mutlaka kontrollü yapılmalıdır.

Sık sorulan sorular

Serigrafi ile tek kart üretmek mantıklı mı?

Tek kart için her zaman en pratik yöntem olmayabilir. Ancak aynı tasarımdan birkaç adet üretilecekse hazırlık süresi kendini daha kolay amorti eder.

İnce yollar serigrafi ile basılabilir mi?

Evet, ama bu doğrudan elek kalitesi, asetat opaklığı, pozlama ayarı ve baskı tecrübesine bağlıdır. İnce yollar için sürecin daha hassas kurulması gerekir.

Lehim maskesi olmadan da kullanılabilir mi?

Evet, temel devre elde edilir. Ancak lehim maskesi hem oksitlenmeye karşı koruma sağlar hem de montaj kalitesini yükseltir.

Bu yöntem evde uygulanabilir mi?

Uygulanabilir. Yine de pozlama, baskı ve aşındırma aşamalarında dikkat, pratik ve güvenli çalışma düzeni gerekir.

Serigrafi ile PCB üretimi, sabır ve ayar isteyen ama doğru kurulduğunda çok verimli hale gelen bir yöntemdir.

Aynı kartı tekrar üretmek gerektiğinde, lehim maskesi ve komponent baskısı da isteniyorsa, evde veya küçük atölyede ciddi bir alternatif haline gelir.

Hazır PCB tedarikinin zorlaştığı dönemlerde bu yöntemi bilmek, sadece hobi açısından değil üretim esnekliği açısından da önemli avantaj sağlar.

Kaynak: construyasuvideorockola.com