Elektronikle ilgilenirken sıkça karşılaştığımız iki kavram vardır: Printed Circuit Board (PCB) yani baskılı devre kartı ve Integrated Circuit (IC) yani entegre devredir.

Birçok kişi, bu ikisini birbirinden ayırt etmekte zorlanır.

Aslında durum düşündüğünüz kadar karmaşık değil. Bugün PCB ile entegre devre arasındaki temel farkları netleştireceğiz.

Baskılı Devre Kartı (PCB)

Baskılı devre kartı, elektronik bileşenleri bir araya getirmek için kullanılan bir tabandır. Amacı, farklı bileşenler arasında önceden belirlenmiş devreleri kurmak ve sinyal iletimini sağlamaktır. Bu nedenle PCB, elektronik ürünlerin “ana iskeleti” olarak da adlandırılır.

PCB’ler, elektronik cihazların çalışması için olmazsa olmazdır. Herhangi bir elektronik ürünün temel bağlantılarını oluşturur ve cihazın güvenli çalışmasını sağlar.

PCB Üretim Prensipleri

Bir bilgisayar klavyesini açtığınızda, üzerinde gümüş-beyaz iletken desenler bulunan esnek bir film görebilirsiniz. Bu, genellikle serigrafi baskı yöntemiyle üretilmiş esnek bir baskılı devre kartıdır.

Ancak bilgisayar anakartları, ekran kartları, ağ kartları, modemler, ses kartları ve ev aletlerinde kullanılan PCB’ler farklıdır. Bu kartlarda;

• Tek taraflı kartlar için kağıt tabanlı malzeme

• Çift taraflı veya çok katmanlı kartlar için cam elyafı tabanlı malzeme kullanılır.

Bu tabanlar, fenolik veya epoksi reçine ile emprenye edilip bir veya iki tarafına bakır folyo yapıştırıldıktan sonra preslenir ve sertleştirilir. Bu tür kartlara sert kart denir.

Kart tek taraflı desen içeriyorsa tek taraflı baskılı devre kartı, metal kaplı deliklerle iki taraf birbirine bağlıysa çift taraflı baskılı devre kartı olarak adlandırılır.

Daha karmaşık yapılar için;

• Bir çift taraflı kart iç katman

• İki tek taraflı kart dış katman olarak birleştirilirse veya

• İki çift taraflı kart iç katman, iki tek taraflı kart dış katman olarak birleştirilirse

… tasarıma göre laminasyon ve izolasyon malzemeleri kullanılarak çok katmanlı PCB’ler elde edilir. Böylece dört veya altı katmanlı baskılı devre kartları oluşturulur.

Entegre Devre (IC)

Entegre devre, minyatür bir elektronik bileşendir. Belirli üretim işlemleri ile bir devredeki gerekli bileşenler transistör, direnç, kondansatör, bobin ve bağlantılar küçük bir yarı iletken çip veya dielektrik taban üzerine üretilir.

Bu çipler paketlenir ve gerekli devre fonksiyonlarını sağlayan mikro bir yapı oluşturur. Tüm bileşenler tek bir yapıda birleştirilir. Böylece cihazlar daha küçük, düşük enerji tüketimli, akıllı ve yüksek güvenilirlikli hâle gelir. Devrelerde genellikle “IC” kısaltması ile gösterilir.

Entegre devrenin mucitleri Jack Kilby (germanyum tabanlı IC) ve Robert Noyce (silikon tabanlı IC) olarak bilinir. Günümüzde yarı iletken endüstrisindeki çoğu uygulama silikon tabanlı IC’ler üzerine kuruludur.

IC Üretim Prensipleri

Modern entegre devreler, bir apartman kompleksinden çok daha karmaşık bir yapıya sahiptir. Bunu anlamak için bir gökdeleni düşünebiliriz:

• Zemin katta mağazalar, ofisler, kafeteryalar ve otel tipi daireler

• Alt katlarda birkaç katlı otopark

• Temeller altında

Bu düzen, entegre devrelerin katmanlarını temsil eder:

• Analog ve dijital devreler ayrı tutulur

• Hassas sinyaller, sık geçiş yapan kontrol lojiklerinden ayrılır

• Güç devreleri ayrı bir köşede konumlanır

Kat planları ve koridorlar dikdörtgen, çapraz veya farklı şekillerde olabilir. Transistörler, düşük gürültülü devrelerde alan ve kapı direncini azaltmak için katlanmış veya “çatal-parmak” yapılarında tasarlanabilir. Her kat, yüksek hızlı asansörlere doğrudan erişim sağlar; verimlilik ve izolasyon için birden fazla asansör farklı katlara ulaşır.

Bu durum, IC’lerin kablolamasını temsil eder:

• Güç ve toprak hatları ayrı tutulur

• Ağır yükler için geniş hatlar kullanılır

• Saat sinyalleri diğer sinyallerden ayrılır

• Katmanlar arası dikey kablolama paraziti önler

• CPU, belleğe yüksek hızlı veri yolları ile bağlanır (asansörler gibi)

• Katmanlar arası via delikleri, asansör boşlukları gibi işlev görür.