İnkjet yazıcı ile baskı devre yapımı (1)

Evde baskı devre kartı (PCB) yapımı gerek amatör gerek profesyonel, elektronikle ilgilenenlerin en çok üzerinde durdukları, elektroniğin keyifli konularından biridir.Gerçekten de evde seri üretim amacı taşımayan ancak seri üretilmiş PCB kalitesini aratmayan çalışmalar yapılabilmektedir. Bu amaçla uygulanan yöntemlerin en yaygını uygulama kolaylığı ve verdiği sonuçlar bakımından “ütü ile toner transfer” yöntemidir. Ancak uygulanacak PCB boyutlarının büyük olduğu ve SMD projelerde olduğu gibi ince yollar gerektiren çalışmalarda bu yöntem yeterli gelmemektedir. Ütü ile toner transfer yönteminde plaka yüzeyi ince zımpara veya aşındırıcı temizlik maddeleri ile ekstra bir işleme tabi tutulmaktadır. Ütüleme işlemi ise ayrıca bir kol gücü gerektirmektedir. Uygulamayı yaparken tonerin erime ve playaya yapışma derecesi çok iyi ayarlanmalıdır. Yine de pratik bir yöntem olan ütü ile toner tranferi başka bir yazımızda daha geniş biçimde ele alacağız. Burada söz edeceğimiz “inkjet yazıcı ile PCB yapımı” az önce belirttiğimiz ütü ile toner transferin dez avantajlarını barındırmaması ve işlemin daha çabuk tamamlanması bakımından evde PCB yapım yöntemlerine güçlü bir alternatif getirmektedir.

Yazıcı tercihi

Bazı yazıcılar PCB baskısı için oldukça uygundur. Düz yatak beslemeli (flatbed) ve baskı kafası yüksekliği otomatik ayarlanabilen yazıcılar mevcuttur (Örn: Epson R800) ama bu tür yazıcılar oldukça pahalıdır. Bir de yine CD üzerine baskı için ön yüklemeli bir tepsiye sahip ve baskı kafası seçilen ortam türüne göre ayarlanabilen yani yükseltilebilen daha ucuz modeller mevcuttur. (Örn: Epson Stylus Photo serisi yazıcılar)bu tür yazıcılarda hiç bir modifikasyon yapmadan 9 x 11 cm ebadında plaka üzerine baskıya imkan vermektedir. Daha büyük ebatlar için bu yazıvıları modifiye ederek kullanmak gerekmektedir.

Mürekkep tercihi

Kartuş dolumunda kullanmanız gereken, belirli oranda ısı uygulandıktan sonra hidroklorik asit ve perihidrol çözeltisine karşı dayanıklılık kazanan pigment bazlı mürekkep çeşitleri olmalıdır. Eğer plakamızın üzerine dye bazlı mürekkeple baskı yaparsak, ne kadar pişirirsek pişirelim asit çözeltisinde dağılıp gidecektir. Burada Epson için iki marka karşımıza çıkmaktadır: MISPRO ve DURABRITE. Türkiye’de MISPRO bulunmamasına karşın DURABRITE bubaliliyoruz. Belirttiğimiz gibi bu mürekkeplerin ortak özelliği pigment bazlı olmaları ve pişirildikleri zaman suda çözülmemeleridir. Ancak DURABRITE, normal bir dye bazlı mürekkebin yaklaşık üç misli fiyatına satılmaktadır. En önemlisi de bu mürekkep, kullanılmadığı süre zarfında iki gün içerisinde nozül uçlarında katılaşarak yazıcı baskı kafasını tıkamaktadır. orjinal hali ile pigment bazlı mürekkep kullanan yazıcılarda bile, belki biraz daha uzun süre ile ancak nihayetinde tıkanma sorunu görülmektedir. Uzun ve bolca mürekkep harcayan, masraflı kafa temizleme işlemleri, inkjet ile doğrudan PCB baskının avantajlarını alıp götürmektedir. Kuşkusuz tıkanma sorununu aşılabilseydi, pigment bazlı DURABRITE , bu iş için en uygun mürekkep olurdu.

Bir diğer alternatif: Toner – Mürekkep Hibrit Baskı
Tıkanma sorunu yaşamadan PCB baskısı yapabilmek için pigment bazlı mürekkep kullanmak yerine dye bazlı mürkkep kullanarak daha pratik ve az maliyetli bir baskı yapmak mümkündür. PCB üzerine bastığımız dye bazlı mürkkep çıktısı üzerine henüz kurumadan toner tozu dökmek, tonerin yapışmasını sağlamak, mürekkep kuruduğunda fazlalıkları hava ile uzaklaştırmak ve ısı uygulayarak toneri eritmek bu işlemin basamaklarını oluşturmaktadır. Eritme işlemini 200C fırın ya da aynı ısıda sıcak hava tabancasıyla yapmak mümkündür. Plaka üzerinde toner kısa sürede erimektedir. Burada karşılaşacağınız en önemli sorun, PCB’nin bakır yüzeyinde bununan mürekkepte, yüzey geriliminden ötürü kümelenmeler meydana gelmektedir. Dye bazlı mürekkep, pigment bazlılardan daha ince olduğundan pürüzsüz plaka yüzeyine beklendiği gibi yapışamayarak kümelenmeler yapmaktadır. Bu sorunun üstesinden gelmek pek kolay olmasa da, plaka yüzeyini 1 -1,5 dakika hidroklorik asit ve perihidrol çözeltisi içerisinde yüzey rengi eflatun – kahve rengine dönene kadar bekletmek (pre – etch) plaka yüzeyinde mikro gözenekler oluşturarak kümelenmeyi engellemek denenebilecek yöntemler arasındadır. Ancak bu yöntemi uygulamadan, plaka üzerinde aseton ve kâğıt peçete ile silmekten başka hiç bir temizkeme işlemi yapmamak, en iyi baskı sonucunu verebilir. Çünkü bakır kaplı plaka üzerinde oluşan doğal bakır oksit üzerine mürekkebin daha iyi tutunduğu gözlemlenmiştir. Bu biraz da sizin PCB yüzeyi, baskıdaki mürekkep yoğunluğu ve bastığınız devrenin incelik-kalınlığı ile ilgilidir. Bu değişkenleri deneyerek en ideal baskı koşullarınızı oluşturabilirsiniz. İleriki yazılarda bu teoriler üzerinden pratik bazı çalışmalar yaparak sonuçları gözlemleyacağiz.