ELEKTRONİK DEVRELERİN TASARIMI VE PRATİĞE UYGULANMASI

Transkript

1 ELEKTRONİK DEVRELERİN TASARIMI VE PRATİĞE UYGULANMASI HIRSIZ ALARMI Bir odanın bütün giriş ve çıkışlarını aynı anda kontrol edebilen bu devreden bahsedeceğim. Alarm sistemimiz bir ışığın oda içerisinde dolaşması esasına dayanmaktadır. Eğer herhangi bir şey veya herhangi biri bu ışığın geçiş yolunu keserse alarm çalışacaktır. Ancak,ışığın yolunu kesen şey hemen çekilse bile alarm sistemimiz çalışmaya devam edecektir. Alarmı durdurmak için tek yol Hırsız Alarmı na sadece bizim girebileceğimiz özel bir anahtar bağlamalıyız. Bu devre diğer optik alarmlara göre bir çok avantajlara sahiptir. Sistemde özel ayarlar isteyen mekanik parçalar yoktur. Tetiklenmeden önce alarm kısmının çektiği akım çok azdır ve batarya ile çok uzun zaman çalıştırılabilir. Öte yandan devrenin meydana getirdiği sesin tonu çok kolaylıkla uzak mesafelerden duyulabilmektedir. Devrenin hassasiyeti çok iyidir,biz,alarm sistemini yerleştireceğimiz odanın şekli, büyüklüğü ne olursa olsun, ışığın yolunu istediğimiz gibi ayarlayabiliriz. Devrenin gecede dışarıdan fark edilmeden kullanılabilmesi için, ışık kırmızı filtreden geçirilebilir. Alarm sistemimiz 3 kısımdan meydana gelir ; 1. Tetikleme devresi, 2. Ses jeneratörü, 3. Ses kuvvetlendirici (amplifikatör.) Burada kullanacağımız herhangi bir ses kuvvetlendirici (amplifikatör) olabilir. Burada alarm devresini anlatırken kuvvetlendiriciden söz etmeyeceğiz. Ancak kuvvetlendiricinin en az 1.5Watt gücünde olması sesinin uzaktan duyulmasını sağlar. Devrenin Yapımı : Devrenin şeması Şekil-1 de görülmektedir. Devre Şekil-2 de görülen baskılı devre üzerine yerleştirilebilir. Devre elemanlarının baskılı devre üzerine yerleştirilişi de burada görülmektedir. Ancak elektrolitik kondansatörlerin yönüne ve transistörlerin bacak bağlantılarına dikkat etmek gerekir. alarm devresinin çıkışı herhangi bir kuvvetlendiriciye bağlanabilirse de, biz yaptığımız deneme devresinde 4 Watt lık bir kuvvetlendiriciyi kullanacağız ve her iki devreyi aynı kutuya yerleştireceğiz. Alarm devresinin şemaya göre yapımını tamamladıktan sonra, alarm devresinin Amp + çıkışı kuvvetlendiricinin artı gerilim ucuna,alarm devresinin Amp - çıkışı ise kuvvetlendiricinin eksi gerilim ucuna bağlanacaktır. Bu bağlantılar yapıldıktan sonra alarm devresinin işaret çıkışı doğrudan doğruya kuvvetlendiricinin girişine bağlanır. Foto direnç PC1, 3cm çaplı bir plastik hortumun dibine yerleştirilir, ancak hortumun içi tamamen karanlık olmalıdır. Işık sadece hortumun önünden girecektir. Foto direnci boru içerisine yerleştirmeden önce iki ucuna birer tel parçası lehimlenir. Borunun dış tarafı da kapatılmış olduğundan, buraya iki delik açılıp foto dirence bağlı teller buradan geçirilir. Bu yerleştirmede foto direncin ışığa hassas yüzü ön tarafa getirilmelidir. Işığın elde edildiği kısım ise eski bir flaş reflektörü olabilir. Bunun ampul duyu muhafaza edilmiştir. Bu duya uyacak şekilde seçilen bir ampul pil ile beslenmektedir. İstenildiği taktirde bir transformatör yardımı ile alternatif şebeke gerilimi de ampule verilebilir. Eğer devremizi alternatif şebeke gerilimi ile beslersek, şebeke gerilimindeki herhangi bir kesilme, alarmı hemen çalıştıracağından, devre bu durumu dikkate alarak yeniden düzenlemeyi gerektirecektir. Diğer taraftan ampulü pil ile beslediğimizde pilin bitmesi de aynı olaya sebep olabileceğinden,pilin durumunu arada sırada kontrol etmemiz 1

2 gerekecektir. Yaptığımız devrede pili alarm devresi ile birlikte aynı kutuya yerleştirdik. Ancak bu istenildiği taktirde başka yerlere de konulabilirdi. Yerleştirme : Alarmın kullanış yerine göre ışık haznesi bir veya birkaç aynadan yansıtılarak foto direncin üzerine gönderilir. Bu ışığın yolunun kesilmesi, alarm devresinin çalışmasına yol açar. Şekil-3 de sistemin bir odaya nasıl yerleştirileceği görülmektedir. İlkin büyük aynalar kullanılır ve daha sonra yapılan ayar bozulmadan, bu aynalar mümkün olduğu kadar en küçük aynalar ile değiştirilir. Yapılan denemede biz, en son olarak küçük cep aynaları kullandık. Işığın geçeceği yol kapısı ve pencerelerin açılış durumuna göre ayarlanır. İstenildiği taktirde bu yol zik zak olanakta gidebilir. Ancak ışığın yolunun uzaması, kullanılacak ampulün büyük tutulmasını ve reflektörün daha iyi olmasını gerektirecektir. Kuvvetli bir ampul ile ışık yolu uzatılabilir. Fakat zayıf bir ampul etraftan görünmeyeceği için daha kullanışlıdır,bunun yolu ise kısa olacaktır. Kuvvetli bir ampul kullanıldığında önüne bir kırmızı cam veya kağıt filtre konulmalı ve böylece gece dışarıdan fark edilmesi önlenmelidir. Şekil-4 de ampul ve foto direncin yerleştirildiği kutu görülmektedir. Devrenin Çalıştırılması : Cihazlar ve devre tamamlandıktan sonra, ampulün ışığı açılır ve R2 hassasiyet ayarı potansiyometresi en yüksek direnç durumuna alınır. Sonra ışığın yolu PC1 foto direncine ışık düşene kadar ayarlanır ve S1 anahtarı açılarak alarm devresi çalıştırılır. Şimdi R2 yi alarm devresi tetiklenene kadar çevirelim. Bu noktaya geldiğimizde R2 potansiyometresini çok az geri çeviririz.(daha yüksek direnç değerine doğru) ve S1 i kapatarak devrenin çalışmasını durdururuz. S1 tekrar açıldığında, ışığın yolu kesilirse alarm artık hemen tetiklenerek ses üretecektir. Alarm tetiklenip ses üretmeye başladıktan sonra onu susturmanın yolu S1 i kapatarak gerilimin yolunu kesmektir. Alarm gece ev içerisinde kullanıldığında en iyi sonucu verecektir. Sistem binaların dışında kullanıldığında, çevre ışığı veya güneş ışığı devremizi yanıltabilir. Bu durumda foto direnci yerleştirdiğimiz boru daha dar ve uzun tutulmalıdır. Delirten Ses Devreleri Her iki devremiz de özel ses üretecidir. Bunlardan ilki çok kuvvetli olarak istenilen tonda siren sesi vermektedir. Bu ses dikkati çekmek için özel olarak seçilmiştir. Alarm olarak da kullanılabilir. İkincisi ise ortalama olarak sabit aralıklarla tap-tap-tap.. şeklinde su damlası sesi vermektedir. Bu devre diğeri gibi yüksek gerilimli bir güç kaynağı istemez ve sadece ses verdiği sırada akım çeker. Bu devrenin çıkardığı ses açık bırakılmış bir musluktan damlayan su sesine çok benzemektedir. Her iki devre özel olarak düzenlenmiştir. Siren sesi veren ilk alete biz çıldırtan alet,su damlası sesi veren diğerine ise damla adını verdik. Çıldırtan Alet : Çıldırtan alet açtığımızda kuvvetli bir ses çıkarmaktadır. Alet açıldığında ilkin yüksek frekanslı bir ses üretmeye başlamakta ve ürettiği ses belirli aralıklarla alçak ve yüksek frekanslı olarak değişmektedir. Devrenin ses çıkışı bütün bir apartmanı ayağa kaldıracak kadar çoktur. Eğer sürekli olarak çalıştırılırsa aklımızı kaçırmamıza neden olabilir. Devrenin şeması Şekil-1 de görülmektedir. Şekil-2 de ise devrenin resmi yer almaktadır. Ses osilatörü olan Tr2 (BSV57) bir unijunction (UJT )transistörüdür. Burada frekansı tayin eden elemanlar C4 ve C3 kondansatörleridir. Bu transistörün çalışmasına yardımcı olarak diğer bir unijunction transistörü olan Tr1 (BSV57) kullanılmıştır. Çıkış 2

3 işaretinde Tr1 tetiklenip tekrar alçak frekansta ses işareti üretene kadar ani bir frekans yükselmesi olacaktır. Bu işaret Tr3 ve Tr4 transistörleri ile kuvvetlendirilir. Devrede özel bir montaj metodu kullanmak gerekmediğinden istenildiği gibi kolaylıkla monte edilebilir. Montaj bütün malzemelerde kolaylıkla bulunan delikli pertinaks üzerine yapılabilir. İstenildiği taktirde tel ile montaj da yapılabilecektir, bu durum yapıcının isteğine bağlıdır. Devrede gerilim kaynağı olarak 22.5 Volt luk bir batarya kullanılmıştır. Cihaz bir taşıtta kullanılmak istenildiğinde 24 Volt luk bir taşıt akümülatörü ile de beslenecektir. Çıldırtan Alet Parçaları : B1 ; 22.5V Batarya C1 (0.005 µf), C2 (100 µf) düşük gerilimli elektrolit kondansatör, C3(0.1 µf), C4 (0.005µF), C5 ve C6(0.5 µf),c7 (0.25 µf) D1,D2,D3 ve AA133 diyodu Tr1,Tr2... BSV57 A,B Unijunction transistörü Tr3... BC148 B transistörü R1(2.2 Kohm/0.5W),R2(20 ohm/5w),r4(15 ohm/0.5w)diğerleri ise R3,R5,R6 (1 Kohm/0.5 W) S Açıp kapama anahtarı H ---- Herhangi bir düşük empedansta hoparlör Damla : Çıldırtan aletteki işaret üreteci tek olarak kullanıldığında su damlası sesi elde edilir. Şekil-3 de görülen devrede sadece tek bir transistör kullanıldığından alçak seviyede bir ses elde edilir. Devre her saniyede bir damla sesi verecek şekilde ayarlanmıştır. Her ne kadar saniyenin çok kısa bir süresi içerisinde bu damla sesini vermekte ise de,bu ses sürekli olarak dinlendiğinde bir insanı çıldırtmaya yeterlidir. Şekil-3 de yer alan devrenin montajı Şekil-4 deki gibi yapılabilir. Devre kendi kendine bloke olup osilasyonları kesen bir Kolpits osilatörüdür. Devrenin çıkışında herhangi bir değerde düşük empedanslı bir kulaklık veya bir hoparlör kullanılabilir. Bir frekans süzgeç devresi olan L1 bobinine kulaklık veya hoparlör seri olarak bağlanacaktır. Bobinden sadece ani darbeler geçebileceğinden, çıkışta da sadece bunlar duyulacaktır.tr1 in baz devresinin zaman sabiti devrenin çalışma frekansını tayin eder.r2 bu zamanın üst sınırını belirler. Devre sadece 100µA çektiğinden 1.5 Voltluk kalem pili ile aylarca sürekli olarak çalıştırılabilir. Damla Malzeme Listesi : B1, 1.5 Voltluk kalem pili C1(5 µf) düşük gerilimli elektrolitik kondansatör,c2(0.1 µf),c3(0.25 µf) D1, AA 134 diyodu L1,100 mh küçük şok bobini Tr1, BC 148 B transistörü R1, 1Mohm/0.5W H, herhangi bir düşük empedansta hoparlör veya kulaklık BASKI DEVRE ÇIKARMA VE UYGULAMA 1-BASKI DEVRE ÇIKARMA TEKNİKLERİ 3

4 Elektronik cihazlar, bakır plaket üzerine monte edilen elektronik elemanlardan meydana gelirler. Elektronik devre şemaları, baskı devre şemalarına dönüştürülecek bakır plakaya aktarılır. Bu işleme baskı devre çıkarma tekniği denir. Baskı devre çıkartılmazsa elektronik cihazların boyutları oldukça büyük olur. Montaj zorluğu ile karşılaşılır. Baskı devre yöntemlerini kullanarak elektronik devrelerin bakır kart üzerine aktarılmasıyla seri üretime geçilmiş, fiyatları oldukça düşmüştür. Üç çeşit baskı devre çıkarma çıkartma tekniği vardır. 1.) Baskı devre kalemiyle çizim tekniği 2.) Pozitif 20 tekniği 3.) İpek baskı tekniği.2-baski DEVRE KALEMİYLE ÇİZİM TEKNİĞİ Baskı devre kalemi ile baskı devre yapılacağı zaman aşağıdaki malzemeler kullanılır. a.) Bakır plaket b.) Baskı devre kalemi c.) Perhidrol d.) Tuz ruhu e.) Testere f.) Yüksel devirli küçük matkap g.) Temizlik malzemesi Bakır plakete çıkartmak istediğimiz devre aşağıda verilen flaşör devresidir. Baskı devre çıkartılacağı zaman aşağıdaki yol incelenir. 1.) Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları önemlidir. Bu kağıt üzerindeki ölçümlendirme önemlidir. T1-T2: BC 237 R2-R3: 10K 0.25W D1: Kırmızı led R4: 120Ω 0.25W P1: 1MΩ C1: 10µF 16V R1:4.7K 0.25W C2: 0.22µF 16V C3: 100µF 16V Kağıda hatlar birbirini kesmeyecek şekilde baskı devre şeması çizilir. 4

5 2.) baskı devre şeması kullanılacak elemanların ayak ölçülerine göre en küçük hale getirilip elemanlar baskı devresinin üzerine yerleştirilip malzemeler plaket üzerine yerleştirilir. Baskı devrenin alt görünüşü 3.) Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir.(çizimin tersi aynen kopya edilir) 5.) Aşağıdaki çizim büyüklüğünde bakır plaket kıl testere ile kesilir. 6.) Bakır plaka temizleyici madde ile çok iyi bir şekilde temizlenir. Bol su ile yıkandıktan sonra durulayıp kurutulur. 7.) Kağıtta çizili olan baskı devre şemasını karbon kağıt ile bakır plakete aktarılır. Bakır plaket üzerine çizilen baskı devre şemasını baskı devre kalemiyle düzgünce çizilir. 8.) Bakır plaketin girebileceği büyüklükte bir kaba bir perhidrol kapağı ölçekte perhidrol, dört perhidrol kapağı ölçekte de tuz ruhu karıştırınız. 9.) Plaketi, hazırladığınız eriğin içerisine atınız. Çizilen hatların dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar bekleyin. 10.) Bakır plaket üzerine baskı devre çıktıktan sonra bol suyla yıkayarak kurutulur. 11.) Kullanılan elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir ve markalı yerler delinir. 12.) Bakır hattın ters yüzüne elektronik elemanlar yerleştirilir. 13.) Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır. 5

6 3-POZİTİF 20 TEKNİĞİ Pozitif 20 ile baskı devre çıkartırken; a.) Bakır plaka b.) Aydınger veya naylon c.) Letraset, çini mürekkep d.) Temizlik malzemesi e.) Kıl testere f.) NaOH g.) FeCl3 h.) Ilık su i.) Kurutma fırını j.) Pozlandırma sistemi k.) Matkap l.) Karanlık oda malzemeler kullanılır. Aşağıdaki elektronik flaşör devresinin baskı devre şemasını çıkartalım. 1.) Devrede kullanılan elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları çizimde ve montajda önemlidir. 2.) Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. 3.) Yerleşme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devre şemasıdır. 6

7 Baskı devrenin alt görünüşü Baskı devre şeması ölçeğinde bakır pertinaksı kıl testere ile kesilir. Bakır plakanın üzerine pozitif 20 sürüleceği için yüzeyin yağdan tamamen arındırılmış olması gerekir. Bakır plakanın temizleyici madde kullanılarak nemli bir bezle kir, pas ve yağı gidene kadar yıkanır. Temizleme işlemi tamamlandıktan sonra musluğun altına tutulur. Kurulandıktan sonra parmak izi kalmamasına dikkat edilir. 4.) Temizlenmiş, kurutulmuş bakır plakaya pozitif 20 atılması için karanlık odada çalışılır. Odanın aşırı karanlık değil de loş bir ışığa sahip olması tercih edilir. Pozitif C lik bir ortamda saklanmalıdır. Aynı zamanda pozitif 20 ile baskı devreler hem düzgün, hem de kolay bir şekilde çıkar. Bakır plaka yatay fakat hafif eğimli olarak düzgün bir zemine konulur. Sprey 20cm mesafeden püskürtülür. Püskürme işlemi plakanın bir köşesinden başlayarak paralel şeritler halinde yapılmalı, plakanın her yerine aynı miktarda püskürmeye dikkat edilir. Püskürtme ile kaplama işlemi biter bitmez, plaka karanlık bir yere konulur. Plakanın üzerine toz konmaması için dikkat edilmelidir. 5.) Pozitif 20 püskürtüldükten sonra plakanın kurutma işlemi hemen yapılmalıdır. Karanlık bir ortama bırakılan kart kendi imkanlarıyla normal olarak 24 saatte kurur. Fakat işlemlerin çabuk olması için kart ısı ayarlı fırında kurutulur. Fırın ısısının 70 C ye ayarlanması gerekir. 20 dakikada kurur. 70 C nin üzerindeki ısı ve 20 dakikanın üzerindeki süre karta zarar verir. 6.) Bundan sonra yapılacak işlem pozlandırmadır. Pozlandırma işlemi karanlık odada yapılmalıdır. Daha önce aydınger veya naylon üzerine hazırlanan baskı devre cam yüzeyin üzerine şeffaf bir bantla tutturulur. Üzerine bakır plaket yatırılır. Bundan sonra ışıkta bırakma süresi önemlidir. Işık kaynağını olarak çeşitli lambalar kullanılabilir. Işığa bırakma süresi lambanın cinsine ve plakaya olan uzaklığa bağlıdır. Pozlandırmada dikkat edilmesi gereken bir noktada plaka lambanın altına konmadan önce 2-3 dakika beklenerek asıl etkiyi yapan ultraviole tam güçte emisyonu için zaman bırakmak, plakayı ışığın altına daha sonra koymaktır. Lamba cinsine göre pozlandırma işlemi gerçekleştirilir. LAMBA PLAKAYA OLAN UZAKLIK POZ SÜRESİ 500W 20 cm 3 dak 300W 25 cm sn 7.) Kart üzerine baskı devre pozlandırıldıktan sonra banyo işlemine geçilir. Banyo çözeltisi hassas bir şekilde hazırlandıktan sonra bakır tabakasının çözünmesi daha az hatalı olur. Bir litre suyun içerisine 7gr NaOH konulur. Banyo hazırlandıktan sonra pozlandırılmış olan bakırlı plaka çözeltisinin içerisine atılır. 2 yada 3 dakika sonra ışık gören yerlerin eriyerek dağıldığı gözlenir. Letraset veya çini mürekkeple çizilen kısımların altında kalan kısımların ışık görmediği için olduğu gibi kalır. Şayet yeterli süre geçmesine rağmen hiçbir yer erimiyorsa, poz süresi yeterli olmamış demektir veya bunun aksi erimemesi gereken yerlerde eriyorsa, poz süresi fazla gelmiş demektir. Her iki durumda da çalışmaya devam edilmemeli bakır plaka asetonla temizlenip işe yeniden başlanmalıdır. Bakır plaka belirlenen süre sonunda banyodan çıkarılmalı, bol su ile yıkanmalıdır. Bundan sonra plakayı artık karanlık odada tutmaya gerek yoktur. 7

8 8.) Sıra pozitif 20 nin banyoda erimiş olan kısımlarının altından gözüken bölgelerdeki bakırların yedirilmesi işlemine gelinir. Bunun içinde ayrı bir banyo hazırlanır. En uygun banyo 100gr FeCl3 150gr Su dur. Bakır plaka hazırlanan çözeltinin içerisine atılarak C de ısıtılır. Işık almayan letrasetin altındaki bakır kısımların dışındaki tüm bakır tabaka gözükür. Plaka banyodan çıkarılarak bol su ile yıkanır. 9.) Son işlem olarak baskı devresi asetonla silinerek temizlenir. Kart matkapla delinir. Elektronik elemanlar dikkatli şekilde monte edilerek lehimlenir. 4-İPEK BASKI TEKNİĞİ İpek baskı yöntemi seri imalatlarda kullanılır bu yöntem için, a.) Bakır plaka b.) Aydınger veya naylon c.) Letraset,çini mürekkep d.) Temizlik malzemesi e.) Kıl testere f.) Tahta üzerine iyice gerilmiş ipek g.) Serisrol h.) Hızlandırıcı i.) Plastik veya karıştırıcı çubuk j.) Rahle k.) Pozlandırma masası l.) Isıtıcı m.) İpek üzerine konacak ağırlık n.) Tazyikli su o.) Matbaa mürekkebi p.) Selilozik tiner q.) Çamaşır suyu r.) Baskı devre kabı s.) Perhidrol t.) Tuzruhu u.) Matkap v.) Karanlık ve loş oda Malzemeler ve ortam temin edildikten sonra aşağıdaki elektronik flaşör devresini ipek baskı tekniği ile çıkaralım; 1.) Devrede kullanılacak elemanlar temin edilir. Elemanların boyutları yerleştirme planı ve yerleştirmede önemlidir. 8

9 2.) Kağıt üzerinde hatlar birbirini kesmeyecek şekilde ölçekli olarak baskı devresi çizilir. Çizilen baskı devre yerleştirme planıdır. 3.) Yerleştirme planının tersi başka bir kağıda çizilir. Bu çizilen bakır plakete çıkacak olan baskı devredir. 4.) Pozlandırma masasını üzerine asetatta bulunan baskı devre yüzeyini bantla yapıştırırız. Baskı devrenin alt görünüşü 5.) Çalışma odası karartılır. Bu ipek üzerine sürülecek karışım hazırlanır. Plastik kabın içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde serisrol koyduğumuz serisrolün 1/10 ölçeğinde hızlandırıcı koyarak, çubukla karıştırırız. 6.) Tahta çerçeve içerisine gerilmiş ipek üzerine hazırlanan karışım dökülür. Karışımı yayacağımız alan asetat üzerine çizilen baskı devre şemasının alanından biraz daha fazla olmalıdır. İpek üzerinde duran karışım rahle ile homojen bir şekilde yayılır. İpek karışımı her alanda eşit miktarda olmalıdır. 7.) Tahta çerçeve içerisinde bulunan ipeğe sürülen karışım, yine karanlık ortamda saç kurutma makinasıyla kurutulur. 8.) İpek iyice kuruduktan sonra karışımlı kısım pozlandırma masası üzerine yapıştırılmış baskı devre şemasının üzerine yerleştirilir. Üzerine dışarıdan gelebilecek ışıkları engellemek için kitap, karbon vb. ağırlık konulur. 9

10 9.) Pozlandırma işlemini yapabilmek için ultraviole ışık açılır. Poz süresi hazırlamış olduğumuz hızlandırıcı miktarına göre ayarlanır. Hızlandırıcı miktarı az ise poz süresi az, hızlandırıcı miktarı fazla ise poz süresinin fazla olması gerekir. Bu süre 2 dakika ile 5 dakika arasında değişir. Poz süresi aynı anda ışık şiddetinede bağlıdır. 10.) Pozlandırma işleminden sonra ipeği bol tazyikli suyun altına tutarak iyice yıkanır. Bu anda bakır hatların olacağı kısımdaki karışım dökülecek diğer taraflar kalacaktır. 11.) Işığı açarak, ipek kurutulur. 12.) Baskı devresi çıkacak şemanın ölçeğinde bakır plaket kıl testere ile kesilir. Temizlik maddeleri ile iyice temizlenir. 13.) İpek üzerine çıkardığımız baskı devre şemasını bakır plakete aktarabilmek için yeni bir karışım hazırlanır. Plastik kap içerisine bir kahve fincanı ölçeğinde matbaa mürekkebi konulur. İnceltmek için selülozik tiner katılır. Karışım homojen olarak iyice karıştırılır. 14.) Bakır plaket ipek üzerindeki şemaya denk gelecek şekilde yerleştirilir. Karışımı yeterli miktarda dökerek rahle ile düzgün şekilde çekilir. Kart düzgün şekilde ipeğin altına alınır. 15.) İpek daha sonraki karışımlarda kullanılmak için hemen selilozik tinerle silinir. 16.) Baskı devre çıkarma kabının içerisine bir perhidrol kapağı ölçekle perhidrol, dört ölçekte tuz ruhu atılır. Plaket hazırlanan eriğinin içerisine atılır. Devre şeması hatlarının dışındaki tüm bakır plaka çözülene kadar beklenir. Plaket çıktıktan sonra bol su ile yıkanır. 17.) Elemanların bacak kalınlıklarına göre, matkap ucu seçilir, markalı yerler delinir. 18.) Elemanlar yerleştirilir. Lehimleme işlemleri kısa devre meydana gelmeyecek şekilde dikkatlice yapılır. Devreye gerilim vererek devre çalıştırılır Baskı Devrelerinin Yapımı Elektronik ile uğraşanlar arasında baskı devre kullanımı giderek zorunlu(!) hale gelmiştir. Çünkü bu durumda mekanik yapı ve elemanların yerleştirilmesi oldukça kolaylaşır. Baskı devreler plaket üzerine çizilerek oluşturulur. Plaket, başlangıçta 1-2 mm kalınlığında çıplak bir sert kağıt (pertinaks) veya epoksi plakadır. Bu plaka üzerine bakır folyo serilir ve daha iyi tutsun diye özel bir reçine ile yapıştırılır. Bakır katın kalınlığı µm kadardır. Bu şekilde bir veya iki yüzü bakırla kaplanmış plakalar elektronik malzemesi satıcılarında bulunur. Standart büyüklük Avrupa formatı dır. (100mm x 160mm) ve plaketler bu büyüklüğün tam katları şeklinde kesilmiş olmalıdır. İşte bu malzeme, baskı devre yapımında esastır ve profesyonel baskı devre imalatçıları tarafından da hazır olarak alınmaktadır. Baskı devre plaketlerinin hazırlanmasında en zor ve oyalayıcı adım, elde bulunan devre şeması veya deney düzeninden baskı devre planının elde edilmesidir; iletken yollar birbirini kesmelidir. Tabii iki yüzlü (hatta çok katlı) baskı devreler de hazırlanabilir. 10

11 Karmaşık devrelerde, yolların en iyi durumunu bulmak için kurşun kalemle taslak hazırlamak kaçınılmazdır. Çok basit devrelerde ise yollar aside dayanıklı bir kalem ile doğrudan bakır üzerine çizilebilir. Hatta, aşırı basit bir devrede plaket hazırlanmadan tamamen vazgeçilerek, delikli plakalar kullanılır. Baskı devre hazırlamada kullanılan çok çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri de başarılı sonuçlar veren pozitif-fotorezist yöntemidir. Bu yöntemde saydam kağıt (Aydınger) üzerinden çini mürekkebi ile koyu ve tam örtücü olarak çizilmiş pozitif, yani bakır yolların siyah olduğu, bir film kullanılır. 90 g/m 2 ağırlığında ve üzerinde 2.54 mm aralıklı çizgiler basılmış kareli Aydınger kağıdı en uygun malzemedir. Bu çizgilerin UV- ışığı geçirmeleri yani açık mavi renkli olmaları gerekir. Koyu kısımların ışık geçirmezliğini sağlamak için genellikle bir taraftan çizmek yeterli olmamaktadır. Bu nedenle de aydıngerin iki yüzden boyanmasında fayda vardır. Çini mürekkeple çizim için yeterli deneyime sahip bulunmayanlar, Letraset benzeri çıkartmalar ve şeritler kullanabilirler. Bu yaprakların üzerinde çeşitli büyüklük ve kalınlıkta lehim adaları, yollar, köşeler ve semboller vardır. Yolların ince olmasını gerektiren kalabalık ve karmaşık devrelerde baskı devre filmini tersten yapmak ve ışıklandırma sırasında çıkartmaların bulunduğu yüzün aşağıya gelmesini sağlamak gerekir. Yoksa, ışığın kenarlarda kıvrılması sonucu yollar incelebilir. Şimdi artık eldeki baskı devre planı bakır yüzey üzerine aktarılmalıdır. Yani yolları bırakıp geriye kalan bakırı sıyırmak için bir yol bulunmalıdır. Bunun için bakır, aside dayanıklı ve ışığa duyarlı bir film ile kapanır. Bu film ışıklandırılıp banyo edildikten sonra açıkta kalan bakır kısımlar uygun aşındırıcı malzeme ile çözülebilir. Bakır yüzey pozitif 20 ile kaplanmadan önce bir mekanik temizleme tozu yardımıyla yağ ve asitlerden arındırılmalıdır. Temizlikten sonra temizleme maddesi su ile akıtılır. Bakır üzerinden yekpare bir su filmi oluşması yüzeyin temizliğinin göstergesidir. Fotorezist-lak ın bakır üzerinde her tarafa eşit dağılması için plaket tamamen kurutulmalıdır. Ya da bez yerine saç kurutma makinesi kullanılması atıklar bırakmadığından daha uygundur. Ancak bakırı fazla ısıtıp bozmamak için arada 20 cm.lik bir uzaklık bırakılmalıdır. Sprey şeklindeki lak ın sıkılması gün ışığında gerçekleştirilebilir. Ancak lak UV- ışığa duyarlı olduğundan, doğrudan güneş ışığını görmesi engellenmelidir. Sprey 20 cm kadar uzaklıktan yatay olarak duran plaket üzerinde sanki bir yılanın yolu çiziliyormuş gibi sıkılmalıdır. Bu şekilde oluşan filmin kurutulması karanlıkta yapılacaktır. Kurutma işlemi oda sıcaklığında 24 saat sürer, bu da tabii çok uzun bir süredir. Bir fırın kullanılırsa işlem süresi çok kısalır. Lak ile kaplanmış plaket soğuk fırının içine konur ve sıcaklık yavaş olarak 70 ºC ye çıkarılır, dakika sonra lak kurumuştur ve ışıklandırmaya hazırdır. Kurutma daha yüksek sıcaklıkta ve /veya daha uzun süre yapılırsa, lak pişer ve ışığa duyarlılığı kaybolur. Işıklandırma için hazırlanmış olan baskı devre filmi plaketin lak lı yüzüne konur. Filmin tamamen yapışması için de 2 mm kalınlığında bir cam parçası kullanılır. En uygun ışık kaynağı UV- ampulü, örneğin cıva buharlı ampul veya yapay güneş ışığı ampuludur. Pozitif 20 nin duyarlı olduğu ışığın dalga boyu üretici verilerine göre nm arasındadır. Lamba ile ışıklandırılan plaket arasındaki uzaklık cm, ışıklandırma süresi ise lambanın gücü ve lak kalınlığına göre 1-5 dakika arasında olmalıdır. En iyi değer bir çok deneme sonucu elde edilir ve her zaman aynı kalınlıkta kaplama yapılmasına dikkat edilerek, bulunmuş olan bu değer kullanılır. İlk defa baskı devre yapan 11

12 birisi için banyo işlemi en heyecanlı adımdır. 7gram NaOH bir litre su içinde tamamen çözülür. Bu orana dikkat edilmesi gerekir. Konsantrasyon fazla olursa ışık görmemiş yerlerde çözülür. Banyo sıvısı plaketin üstünü tamamen örtmelidir. Çözelti aynen film banyosunda olduğu gibi yavaşça hareket ettirilir, böylece plaketin üzerine her zaman temiz banyo sıvısı gelir ve çözülmüş parçalar uzaklaşır. 2-3 dakika içinde resim ortaya çıkmalıdır, eğer hala bir şey gözükmüyorsa ışıklandırma çok kısa olmuş demektir. Her şey yolunda ise bakır yüzey üzerinde koyu renkli yollar ortaya çıkar. Banyo bitiminde plaket su ile iyice yıkanarak NaOH tan temizlenmelidir. Banyo sıvısı ile temas ederseniz, temas yerini hemen bol su ile yıkamalısınız. Eğer bu işlemler sırasında yanınızda limon veya sirke bulundurursanız, asit içeren bu madde ile NaOH ı nötralize ederek etkisini giderebilirsiniz. Şimdi artık sıra açıkta kalan bakırın yedirilmesine gelmiştir. Pozitif 20 kullanıla gelen asitli banyolara dayanıklı olduğundan, demir III klorür,amonyumpersulfat ve krom asidine baş vurulabilir. Bu banyolar %30-40 konsantrasyonlu olarak hazırlanırlar ve bir ısıtıcı üzerinde ºC sıcaklıkta tutulurlar. Banyo kabı olarak metal kap kullanılmaz, ısıya dayanıklı cam tencereler(pyrex) işinizi görür. Aşındırıcı banyoyu ille de kendileri hazırlamak isteyen şu reçeteyi kullanabilirler: 7 kısım %35 tuz ruhu 1 kısım %30 hidrojenperoksit 25 kısım su Bu karışımın çok keskin bir kokusu vardır. Ve biraz dumanlıdır. Aşındırma etkisi çok kuvvetli olduğundan dikkatle kullanılmalıdır. Acemi olanlar, işlem daha yavaş sürdüğünden, ilk sözü edilen maddelerle çalışmalıdırlar. Karışımın reçetede verilenden daha konsantre olmamasına dikkat edilmelidir, yoksa banyoda kısa süreli bir köpürmeden sonra elinizde sadece pertinaks plakası kalır. Karışım sırası da yukarıdaki listeye uygun ve sondan başa doğru olmalıdır. Yoksa tersi yapılıp ta su asit içerisine içine boca edilirse, karışım kaynayıp etrafa sıçrar. Yedirme işleminden sonra plaket. Üzerinde hiç hiçbir artık kalmayacak şekilde akan su altında durulanır. İletken yollar üzerinde hala aside dayanıklı olan lak bulunmaktadır. Bu kat da Aseton veya Nitro Verdünner ile kaldırılabilir. Artık açıkta kalmış olan ve uzun süre dayanmasını istediğiniz bakır kısımların koruyucu lehim lakı ile kaplanması gerekir. Hazır laklar kullanılabileceği gibi alkol veya tiner içinde eritilmiş reçine de işimizi görür. Baskı devre şimdi deliklerin delinmesi ve elemanların yerleştirilmesine hazırdır. B.4.2-Kısa Devre Korumalı Ayarlı Regüleli Gerilim Kaynağı B Açık Devre Şekli 12

13 B a-Baskı Devre Devre P1 potansiyemetre yardımı ile, sürekli ayarlı bir gerilim kaynağı olarak kullanılabildiği gibi, P1 yerine Rx direnci takılarak, bir sabit gerilim kaynağı olarak ta kullanılır. Rx direnci hesapla yada deneme ile bulunacak bir sabit direnç olabildiği gibi 10k Ohm değerinde bir trimpot da olabilir. B Kısa Devre Koruma : Kısa devre koruma iki diyot ile yapılır. ( D5,D6 ) Çıkış kısa devre edildiğinde D5 diyotu iletime geçerek, transistörden fazla akım çekilmesini engeller.d6 diyotu ise transistörün emiter ve kollektör arasındaki gerilimi düzenler. Hazırlanışı: Bakır levha üzerine daha önceden hazırlamış olduğumuz baskı devre şemasını çizip, tuzruhu ve perhidrol karışımı sıvının içine attık. Bir süre sonra baskı devremiz hazır olmuş oldu. Baskı devre üzerinde baskı devreyi çizerken işaretlediğimiz yerleri matkap yardımı ile deldik ve gerekli elemanları baskı devre üzerine lehimledik. Adaptör kutusu içerisine baskı devremizi ve trafomuzu sabitledik. Adaptörün açma kapama düğmesinin bağlantıları ve potansiyometremizin bağlantılarını yaptık. Giriş ve çıkış kablolarını bağladık. ÇEŞİTLİ ELEKTRONİK CİHAZLARIN BAKIM VE ONARIMI Bu bölümde temel bazı elektronik cihazların onarımı bakımı ve kullanımı belli çerçeveler içerisinde anlatılacaktır. 1-SÜPERHETERODİN ALMAÇLAR VE TELEVİZYON DİZGELERİ 1.1-Frekans Bölmeli Çoklama İletişimde, bilgi işareti bir noktadan diğer bir noktaya bir iletim ortamı kullanılarak gönderilir. Bu iletim ortamı, telefon haberleşmesindeki gibi bir iletim hattı (kablo) olacağı gibi, radyo yada televizyon haberleşmesindeki gibi uzay da olabilir.gönderilecek olan işaretin bant genişliği çoğunlukla iletim ortamının bant genişliğinin çok küçük bir bölümünü oluşturur.bu nedenle iletişim ortamından tek bir işaretin gönderilmesi büyük bir savurganlık olur. 13

14 Özellikle uzay gibi tek olan bir ortamının tek bir kullanıcı tarafından kullanılması düşünülemez.ancak, aynı frekans bantını kapsayan birden çok işaretin birbirlerine eklenerek tek bir iletim ortamından gönderilmesi olası değildir.çünkü bu işaretlerin almaç tarafından birbirlerinden ayrılması olanaksızdır. Bu sorun şöyle çözülebilir : Birbirleriyle aynı frekans bantını kapsayan işaretlerin frekans yörüngeleri birbirlerine göre aynı frekans bantlarına kaydırılırlar.böylece birbirleriyle çakışmayan frekans bantlarını kapsayan işaretler elde edilmiş olur.bu işaretler zaman bölgesinde toplanarak tek bir iletim ortamı üzerinden gönderilirler.ayrı frekans bantlarını kapsayan bu işaretler alıcı uçta süzgeçler kullanılarak birbirlerinden ayrılırlar.daha sonra birbirlerinden ayrılmış olan bu işaretlerin frekans görüngelerin ilk kapladıkları frekans bantına kaydırılır.bu biçimde birden çok işaret tek bir iletim ortamı kullanılarak gönderilir ve alıcı tarafta ayrı ayrı elde edilebilir.değişik işaretlerin değişik frekans aralıklarını kullanması ilkesi Frekans Bölmeli Çoklama olarak adlandırılır.frekans Bölmeli Çoklama kullanılırken işaretler zaman bölgesinde birbirleriyle karışmış durumdadır.ancak her biri başka frekans bantını kapsadığı için frekans bölgesinde kendi özdeşliklerini korurlar ve istenince uygun süzgeçler kullanılarak birbirlerinden ayrılırlar. Frekans bölmeli çoklama elde edebilmek için işaretlerin ayrı frekans bantlarına kaydırılmaları işaretlerin frekansları ayrı sinüsoidaller ile çarpışması ( ve gerekirse uygun süzgeçlerden geçirilmesi ) ile sağlanır.bu ise işaretin çift yan bant genlik modulasyonuna uygulanmasından başka birşey değildir.işaretler almaçta birbirlerinden ayrıldıktan sonra, ilk frekans bantlarına geri kaydırılması işide Çyb modüle edilmiş işaretin demodülasyonu demektir. Bu tür frekans kaydırmalarda işaretin frekans görüngesi değişmez,yalnızca yeri değişir Frekans kaydırma işlemi başka biçimde de yapılabilir. Örneğin,bilgi işaretiyle bir sinüsoidalin frekansını modüle ederek de işaretin görüngesi taşıyıcı frekansı Wo etrafındaki frekans bantına taşınır. Bu taşıma sırasında işaret bir dönüşüme uğrar,frekans görüngesini biçimi ve bant genişliği değişir. Bu işlem frekans modülasyonundan başka bir şey değildir. Frekansı kaydırılmış ve dönüştürülmüş işaretin yeniden ilk bantına kaydırılması ve eski biçimine dönüştürülmesi ise bu FM işaretinin demodülasyonudur. Frekans bölmeli çoklama için gereken frekans kaydırma işlemi modülasyon işlemi yoluyla sağlanmış olur. Modülasyon işlemini gerekli kılan önemli nedenlerden biri frekans bölmeli çoklama yapabilmektir. Modülasyonu gerektiren diğer önemli bir neden de işaretin iletim ortamında iletimine uygun bir biçimde sokulmasıdır. Böylece,modülasyon işlemi yoluyla hem frekans bölmeli çoklama hem de işaretin iletime uygun biçime sokulması gerçekleştirilmiş olur. Frekans bölmeli çoklama konusuyla ilgili bir örnek verecek olursak ; Bir iletim ortamı (örneğin uzay) kullanarak, aynı anda n tane, her biri Wm rad/sn ye bant sınırlı, işaret göndermek istediğimiz,modülasyon türü olarak (ÇYB yada normal) Genlik Modülasyonu kullanıldığını varsayalım. Aynı örnek diğer modülasyon türleri kullanılarak da incelenebilir. Bu n işaretin taşıyıcı frekansları W1,W2,...,Wn olan n tane sinüsoidalin genliğini modüle edilmiş her bant genişliği 2Wm olan ve merkezi W1 (yada W2, yada W3,...,yada Wn ) olan bir bantını kapsar. Buna göre,değişik frekans görüngelerinin birbirleriyle çakışmaması için taşıyıcı frekansları W1,W2,...,Wn nin birbirlerinden enaz 2Wm rad/sn uzakta olması gerekir. İşaretlerin ayrı ayrı frekans görüngeleri Şekil-7.1a da ve frekans bölmeli çoklanmış işaretin görüngesi ise Şekil-7.1b de gösterilmiştir. 14

15 Bu işaretler frekans bölmeli çoklanarak tek bir göndermeç tarafından iletim ortamına verilebileceği gibi, başka göndermeçler tarafından iletim ortamına verilebileceği gibi, başka göndermeçler tarafından iletim ortamına verilmişde olabilir. Her iki durumda da iletim ortamındaki işaret aynıdır.iletim ortamındaki n işaretin tümünde tek bir almaç tarafından alınabileceği gibi her biri ayrı birer alıcı tarafından alınabilir. Şekil-7.1c ve Şekil-7.1d de işaretlerin tümünün tek bir verici tarafından gönderildiği ve tek bir almaç tarafından alındığı durum gösterilmiştir. Her işaret göndermeçte modüle edilerek istenilen frekansa kaydırılır.çakışmayan frekans bantlarını kapsayan modüle edilmiş işaretlerin toplamı iletim ortamına verilir.almaçta ise belli bir işareti almak için o işaretin frekansına merkezlenmiş bir bant geçiren süzgeç konur. Bant geçiren süzgeç çıkışında yalnızca işaret vardır.bu işaretten,demodülasyon yolu ile,ilk bilgi işareti elde edilir. Gerçekte uzayın bir iletim ortamı olarak kullanımı bir frekans bölmeli çoklama uygulamasından başka bir şey değildir.tüm elektromanyetik yörünge 1 ile 100 Khz den 100Ghz e kadar, çok değişik iletim türleri için aynı anda kullanılmaktadır.her kullanıcı istediği işaretin bulunduğu frekans bantına geçiren ve diğer tüm işaretleri söndüren bir bant geçiren süzgeç ile istediği işareti demodüle edebilecek bir almaç kullanılır.bu işlem sırasında almaçlar birbirlerinden etkilenmezler.burada önemli olan işaretlerin frekans frekans görüngelerinin çakışmamasıdır.görüngelerin çakışmaması, uluslar arası iletişim kuruluşları tarafından değişik amaçlar için öngörülen frekans dilimlerinin kullanılması ile sağlanır. Örneğin,160 Khz 250 Khz uzun dalga GM yayınına, 550 Khz 1600 Khz orta dalga GM yayınına ve 6 Mhz 26 Mhz bantı içinde bir takım frekans dilimleri kısa dalga GM yayınına ayrılmıştır.88 Mhz ile 108 Mhz arası FM (yada çok kısa dalga) yayımına ayrılmıştır ve bu bantta her radyo istasyonuna 200 Khz lik bir bant verilmektedir DAMGA BASKIYLA PASİF DEVRELER Tüm bilgisayarlardan çok daha fazla sayıda üretilen, telekomünikasyon ve eğlence dünyasında kullanılan elektronik cihazların geniş kapsamlı analog fonksiyonları ayrık pasif elemanların payının yüksek olmasına yol açar.pasif elemanlar teknolojisinde görevli ve Hollandada kondansatör ve dirençler için Roermond Philips işletmelerinde yönetici olan Dr.just Slakhorst, ani bir entegrasyon sonu üzerine yapılan tahminlerin gerçekleşmediğini payın daha çok uzun süreli sabit kalacağını tesbit etmiştir.pasif elemanların cirosu her sene %30 artmaktadır; fiyatlar kuvvetli baskı altında olduğundan ve sürekli düştüğünden parça sayıları daha da hızlı artmaktadır.yalnız cihaz üreticileri açısından sadece parça fiyatları değil devreye yerleştirme masrafları ve lojistik de önem taşımaktadır. Herşeyden önce burada maliyetlerin daha da düşmesi istenmektedir. Tümleştirilmiş devrelerin yoğunluğu ile karşılaştırıldığında, diskret pasif elemanlar plaket üzerinde daima daha fazla yer işgal eder.smd yapısı olanlar son senelerde gittikçe küçülmekle beraber alt sınıra ulaşmışlardır.küçülme beklenen maliyet düşmesini getirmemiştir.tam tersi: Devreye yerleştirme otomatlarının daha hassas olma mecburiyetlerinden dolayı daha da pahalaşmışlardır.yerleştirme maliyetleri dirençler için elemanın kendi fiyatının %150 ile %300 katı arasında değişir.kondansatörler için her ikisi eşittir.kullanılmakta olan yapı boyutu 0402 (1.0mm 0.5mm) ile ekonomik olma sınırına ulaşmıştır.tek tük 0201 SMD ler de (0.5mm 0.25mm) bulunmakla birlikte kum tanesini andırmaktadır ; geniş bir tabana yayılamayacaktır.philips bunları; yerleştirme maliyetleri karşılanamayacağından ve hata oranları çok artacağından kullanmak istemiyor.slakhorst a göre daha küçük yapı boyutları artık söz konusu olmayacaktır tipleride dünya çapında halihazırda kullanılan SMD lerin en fazla %5 ini oluşturmakta, sadece aşırı yer darlığında kullanılmaktadırlar.büyükleriyle çalışma daha kolaydır. Bir yarı iletken yonganın ve doğrudan çevre birimlerinin pasif elemanlarının da aynı yonga üzerinde tümleştirilebilmesi, sadece küçük bir bölüm için geçerlidir.bu büyük 15

16 kondansatör ve bobinlerde yapılamaz, direçler ve küçük kondansatörler için yapılması mümkünse de ; yonga bu yüzden daha sert ve pahalı olacağından istenilen sonuç elde edilemez.bunun haricinde toleranslar da problem yaratır : Silisyum yonga üzerinde tümleştirilmiş direçler ve kondansatörler, pek çok uygulama için fazla olarak değerinden ± %20-30 a kadar sapma gösterir.yonga üzerinde değerine ayarlamak masraflıdır ve sadece bazı durumlarda ekonomiktir.diskret pasif elemanlar daha kalibre edilmeden sadece ± %5 toleransa sahiptirler, hassas yapımda ± %1 de mümükündür. Kullanımı pahalıya gelen SMD lerden uzaklaşmak için, Philips de pasif elemanlar için yeni üretim metodları arandı.ana talep üretim ve devreye yerleştirme maliyetlerini düşürmek olmakla birlikte boyutların küçültülmeside isteniyordu.bu yolda çare olarak, hepsini bir kerede deyim yerindeyse bir damga baskıyla ortak bir taban üzerinde üretmek ve yarı iletken yongaları sonradan üzerine monte etmek görülüyordu.zamanımızın hibrit devrelerinde yalnızca dirençler serigrafi ile eş zamanlı taban üzerine yerleştirilir.kondansatörler, bobinler ve yarı iletkenler tek tek yerleştirilir; bu da büyük çaplı üretimde pahalıya gelir.aranan metod ile en azında kondansatörler paralel ve mümkün mertebe bobinlerde birkaç iş kademesiyle üretilebilmeliler CMM : Ufak, Fakat Pahalı Bu alanda önce Philips tarafından geliştirilen teknoloji CMM- Ceramic Multicomponent Module olarak adlandırılır.uzun zamandır imalatının üstesinden gelinen, çok tabakalı seramik kondansatörlere dayanırlar.bunlarda fazla miktarda (yaklaşık kadar) metalli seramik varaklar (8-20µm kalınlığında) üst üste kümelenir.sonuç olarak küçük hacimli, yüksek kapasiteli kondansatörler elde edilir. Perowskit tip seramiklerde, çok yüksek dielektrik katsayısına sahip olan baryum titanat,stronsiyum titanat,kurşun zirkonat titanat ve bunların türevleri kullanılmaktadır.dezavantajları ferro elektriksel özellikleri (histerezis, doğrusal olmaması),ısıl bağımlılıkları ve varak kondansatörlerden daha yüksek olan dielektrik kayıplarıdır.gerilim mukavemetleri 20µm tabaka kalınlığı için 50 V dur. CMM nin tüm tabanı böyle bir çok tabakalı seramikten oluşur.burada artık yalnızca tek bir kondansatör bulunmaz, her tabaka için farklı maskeler sayesinde üretilmiş bir çoğu bulunur.bunun için 7-20µm kalınlığında bağımsız seramik varaklar kesilir, arzu edilen kapasiteye göre yüzeyinin farklı kısımlarında metal baskı olur ve üst üste kümelenir.bunların hepsi kesif bir blok halinde birbirine sinterlenir(şekil-1).tek tek tabakaların birbirine bağlantısı kenarlardaki tek kondansatörlerde olduğu gibidir.farklı kapasiteler uygun alanlar ve tabaka sayısı seçilerek elde edilir.kondansatörler üst üste de bulunabilir, böylelikle devre yapısı üç boyutludur.kapasitelerde parazit problemi olduğunda, araya topraklanmış koruma tabakaları konur. Hazırlanan kondansatör bloğun alt tarafına serigrafi tekniği sayesinde direnç ve bobinler basılır.üste bir muhtemel yarı iletken yonga yerleştirilir (Şekil-1).Tek tek elemanlar arasındaki bağlantılar ve plaket üzerindeki montaj için temas yerleri kenarlarda bulunur.sonradan hazırlanan modülde yerine yerleştirme bir tek SMD deki gibidir(şekil-2). Küçültme muazzamdır :santimetre kare başına yoğunluk SMD ile 12 ve hibrit tekniği ile 30 elemana ulaşırken, CMM ile kadardır.bütün devre ortalama olarak eşdeğer bir SMD devrenin dörtte biri kadar yer kaplar.cmm ler öncelikle analog fonksiyonlar için uygundur. Philips tarafından laboratuvardaimal edilen ilk numuneler, biraz bobin bulunan tamamiyle pasif devrelerdi.9 kondansatör ve 3 dirençten oluşan 200 KHz lik bir filtre yaklaşık 45mm² lik bir alan üzerine yerleştirilebiliyor.ayrı SMD üzerinde yerleştirilmiş aynı devre 210mm² ve tek bir değil 12 eleman yerleştirme safhası gerektirir.elektriksel çalışma her ikisindede iyidir. Daha sonraki adım, mesela Şekil-1 de gösterildiği gibi üst tarafında işlemsel kuvvetlendirici yerleştirilmiş filtreler bulunan aktif devrelerdir. 16

17 En küçük boyutların önem kazandığı mutlak uygulama maksadına bir örnek Şekil-3 de görülmektedir: Doğrudan kulak girişine yerleştirilen bir işitme cihazı söz konusudur.solda üst üste katlanabilen esnek bağlantılı iki plaket üzerine monte edilmiş tek SMD ler ve ayrı yarı iletken yonga ile alışılmış yapım görülmekte ; bir CMM ile yapımda eşit büyüklükteki bir plaket yeterlidir ve tek bir eleman yerleştirme safhası gereklidir Harici bağlantılara ilaveten iç temaslarda ön görülürse, daha da minyatürleşme sağlanabilir. Bunun için varaklar seramik daha henüz yumuşak iken sinterlemeden önce delinmelidir ; fakat bu adım oldukça masraflıdır.bunun ötesinde ara tabakalarda da dirençler düşünülebilir ; fakat sonradan kalibre olamayacağından teknik açıdan daha zordur.bobinler sadece dış kısımda yerleştirilebilir. CMM teknolojisi, fiyat söz konusu olana kadar müşteri olması muhtemel kişilerin ilgisini çekiyordu.cmm lerin imalatı karmaşıktır : Her tabaka için farklı maskeler ve kenar bağlantıları henüz daha geliştirilmesi gereken karmaşık makinalar gerektiriyor.bunun yanında yarı iletken yongaların yerleştirilmesinden önce her bir modülün test edilmeside masraf gerektirir.bir çok elemanın bir araya paketlenmesinden dolayı plaket üzerindeki düzende yoğun olur.yerine yerleştirme ve lojistik masrafları da dahil edildiğinde CMM li devrelerin yapımı tek SMD lerin iki ya da üç katı kadar pahalıya gelir.yüksek sayıda üretim yoluyla maliyet düşürülmesi ihtimali pek yakın görünmüyor.müşterilerle yapılan konuşmalarda,pek azının daha yüksek fiyat ödemeye hazır oldukları ortaya çıkmıştır.günümüz SMD tekniğine göre 1.1 kat artış pek çok kimseye uygun geliyordu ; katı üst sınırı olabilirdi,iki yada üç katı harcamada bulunmayı ise kimse istemiyordu. Günümüzde cihazlar boyut açısından değil de maliyet açısından daha güçlü bir baskı altındadır.minyatürleşme nasılsa sınırına dayanacak : Cihaz çok küçük olduğunda kullanımı zorlaşıyor.maliyeti ne olursa olsun, her şart altında hacmi çok küçük kalması gereken (işitme cihazı gibi) çok az cihaz vardır.sadece bunlar için CMM in kullanılma şansı var,ama beklenen parça sayısı pek yüksek değil.bu yüzden Philips CMM teknolojisinin geliştirilmesini durdurdu ve endüstriyel kitle üretimine başlanmayacak.sadece tezgah uygulamalarıyla sınırlı kalacak.değerini ödemeye hazır, özel müşteriler için laboratuvar ölçülerinde küçük seriler üretilebilir. CMM lerin teknik problemleride vardır: seramiğin ısıl genleşme katsayısı plaketinkinden yüksektir, yaklaşık 10mm 10mm taban büyüklüğünde yukarısı için kritiktir.seramik yüksek frekanslardaki dielektrik kayıpları açısından da uygun değildir, mesela mobil telsiz cihazların HF kısımlarında kullanılamazlar. 1.3.a- Silisyum-Taban : Yeni Çığır Açıyor Kitle uygulamaları,smd tek tek parça yerleştirmeye göre maliyeti daha elverişli bir çözüm istiyor.böylece üç boyutlu eksotik yapı terkedilerek yüzeye geri dönüldü.eindhoven daki Philips araştırmada geliştirilen yeni tekolojinin adı Integrated Components Modüle ICM dir.burada en önemli emare silisyum bir tabandır.hibrit devrelerin şimdiye kadarki standard malzemesi aluminyum oksit seramiğe göre avantajı yüzeyinin fazla masraf gerektirmeden düzgün oluşturulabilmesindedir.bu teknik uzun zamandır kullanılmakta ve burada yeni geliştirilmesi gereken bir şey yok.buna karşılık Al2O3, çok küçük yapımlarda hataya sebep olacak kadar pürüzlüdür ; parlatmak fazla sertlikten dolayı masraflıdır. Silisyumun bariz bir dezavantajı, elektrik iletkenliğinden dolayıdır; bu yüzden Si-O2 tabakasıyla kaplanarak izolasyon sağlanır.bundan sonra pasif elemanlar ince 17

18 film tekniği ile üretilirler.sonra da yarı iletken yongalar yerleştirilir(şekil-4).bunlar istenilen büyüklükte olabilir, çünkü farklı ısıl genleşme problemi yoktur. Dirençler için IC tekniklerine bağımlılık bulunmaz.tabakalar püskürtülür, burada yalnız aluminyum değil,ısıl katsayıları çok küçük olan bakır/nikel gibi direnç alaşımları da kullanılır. Ulaşılan 25ppm/K dır.araştırma aynı zamanda parazitlerin azalacağı ve yüksek frekans davranışının daha iyi olacağı daha da düşük değerleri göz önünde bulundurmaktadır.1ω dan 1mΩ a kadar olan dirençlerin üretimi kolaydır ; bunun altında ve üstündeki değerler için güçlüklerle karşılaşılır,fakat bu sahayada pek büyük ihtiyaç duyulmaz. Kondansatörlerde dielektrik olarak CVD vasıtasıyla üretilen silisyumdioksit veya silisyumnitrit iş görür.tipik kapasiteler 1nf/mm² dir.birkaç 100pf a kadar olan kapasiteler kolaylıkla imal edilebilir.nf alanındaki değerler için gerekli alan oldukça büyüktür,burada artık diskret kondansatörün daha ucuza geldiği ekonomik sınıra ulaşılır.elektrot olarak aluminyum yada silisler kullanılabilir.bu kondansatörlerin GHz alanına varan yüksek frekans özellikleri çok iyidir (Şekil-5).Mobil telsiz cihazları içinde uygundurlar.dielektrik kayıpları %0.1 den düşüktür, delinme alan şiddeti 5.10^6 V/cm dir.isıl katsayısı 20 ppm/k den az olarak oldukça düşüktür.devre sadece iki boyutlu yapıldığında,parazit kapasite problemi pek yoktur. Bobinler bir karesel-spiral iletken hat ile yapılır.içeriden dışarıya köprü bir diğer iletken hat düzlemi(sarımların altı boyunca) üzerinden dolaşır.10 sarım ile yaklaşık 200nH/mm² endüktif değeri elde edilebilir.1ghz de ulaşılan bobin değer katsayısı 70 civarındadır.(şekil-6). Silisyum tabandaki başıboş akımlardan dolayı kayıplar oluşur ; bunları küçük tutabilmek için bobinin altındaki oksit tabakanın daha kalın olması gerekir.iletken hatlar tipik olarak yaklaşık 5-10µm kadar yükseklik ve genişliktedirler, galvanik teknik vasıtasıyla imal edilirler.çok sayıda sarımlı trafolar da Philips de mümkün görülmektedir. İmalat için önce izolasyonu sağlayan oksit tabaka ile donatılmış silisyum-wafer üzerine kondansatörlerin alt elektrodunu oluşturan altmetal tabaka taşınır.bunu dielektrik (SiO2 veya Si3N4) takip eder, daha sonra üst elektrodlar, dirençler ve nihayet bobinler ve bağlantı iletkenleri gelir.bütün pasif elemanlar hazır olduktan sonra, yarı iletken yongalar tek tek yerleştirilir.bu bütün devrenin silisyum üzerinde monolitik olarak yapımından çok daha ucuzdur.bağlantılar bump lar ile sağlanır.yonga kafası üzerinde durur.( Flip-Chip tekniği) 1.3.b-Eski Makinalara Yeni Görevler ICM teknolojisinin büyük avantajı şudur : İmalat için çoğu zaman kullanılan ama çoktan gözden çıkarılmış eski yarıiletken üretim tesisleri kullanılabilir. Bütün adımlar rahatlıkla üstesinden gelinebilen ince film standart teknolojisi iledir ve yarıiletken üreticilere zorluk çıkarmaz. İşlenmemiş silisyum taban nisbeten ucuzdur: bunun üzerinde imal edilen elemanların maliyetleri önemli ölçüde maskeleme adımlarının sayısı ve beklenen hassasiyet ile belirlenir. Sonuncusu yarıiletkenlerde olduğu kadar yüksek olamaz. 0.8µm yarıiletken yongalar 0.1µm nin altında toleransı gerektirirken burada 4-5µm yeterli iyiliktedir. Bu nedenle pasif IC ler hibrit devrelerden çok daha ucuz olup maliyet açısından elverişlidir. Bütünüyle üç veya dört maske gereklidir. Sadece büyük kondansatör ve bobinler tek başına plaket üzerinde yerleştirilirler.parça yerleştirme sayısı ICM de tek SMD ye göre çok daha küçüktür.daha az hata ihtimali ve lehim yerleri sayesinde bütün devrenin güvenilirliği de artar.cmm de olduğu kadar boyut küçültülmesine ICM tekniği ile ulaşılamaz.elde edilebilir minyatürleşme henüz tam açıklığa kavuşturulamamıştır, ilk tahminler %60 civarındadır.santimetrekare başına en fazla eleman yoğunluğunda devreler geliştirilmektedir. ICM lerde en pahalıya gelen kılıflamadır.ic için standart SMD kılıfı yapı şeklini alacaklardır. Maliyetleri hemen hemen bağlantı sayısı ile orantılıdır. 18

19 1.3.c- İlk Uygulama : Çoklu-Parazit Giderme Filtresi Aynı basit devre yapılarının çoğu kez paralel gerektiği yerlerde veri yollarında parazit giderme filtresi gibi ICM kullanımının en istifadeli olduğu yerlerdir. Sık kullanılan filtre yapısı T şeklindedir : Uzunlamasına iki direnç ve toprağa doğru bir kondansatör. Sekiz kereli yapımda 24 eleman demektir. Tipik bir boyutlandırma hat başına 2 25Ω ve 1 150pf dır. ICM de bu şekildeki bir filtre bloğunun görüntüsü Şekil-7 dedir. Taban alanı sadece 1.3mm 2.9mm dir, böylece wafer başına yaklaşık 3000 parça çıkar. Hepsi normal bir 20 kutuplu SMD kılıf içine inşa edilir ve bunda olduğu gibi bir adımda parçalar yerine yerleştirilir.0402 büyüklüğündeki tek SMD lerden 24 tanesiyle devre biraz daha küçüktür, ama parça yerleştirme daha pahalıya mal olur. Kullanımı daha kolay olan 0603 büyüklüğündeki SMD ler ile devre daha büyük olurdu. İkinci kademede temel yapı üzerine yarı iletken yonga yerleştirilir. Üçüncü kademede çok sayıda yarı iletken yonga ile karmaşık devrelerdir. Gaye, bir tam fonksiyon bloğu oluşturmak için gerekli bütün pasif elemanları bulunduran Multi-Chip-Modülleri(MCM) oluşturmaktadır. Aynı fonksiyonlar, daha önceleri bir tam plaketi doldurmakta iken birkaç cm² yüzey üzerine taşınmıştır. Bu da tam müşterilerin arzusudur.bu devrelerden numune henüz hizmette değildir, biraz daha geliştirilmesi gerekmektedir.yarı iletken yongalarda ısıya dönüşen güç sınırlıdır, birkaç mw dan daha fazlası kabul edilemez. 1.3.d- Seramik Yeniden Gündemde elişme neticesinde ileride daha büyük kondansatörler gelecektir. Zamanımızın çok tabakalı kondansatörlerinde olduğu gibi Perowskit tipinde seramik dielektrik kullanılacaktır.teknik rekabet, birkaç µm inceliğindeki seramik tabakaların yüksek hassasiyetle imalatındadır. Bu konuda Philips in Aachener araştırma enstitüsünde çalışılmaktadır. Boşluk gerektirmeyen Sol-Gel tekniği kullanılmaktadır. Metalorganik çözeltiler savrularak ayrıştırma sayesinde taban üzerine taşınır, adım başına 0.1µm tabaka kalınlığındadır.burada tabaka dağılımının eşit kalınlıkta olduğu Şekil-8 deki girişim renklerinden de fark edilebilir ; tolerans %3 den azdır. Çözelti buharlaşır, C ye kadar ısıtılan bir metalorganik jöle kalır. Organik bileşenleri oksitlenerek CO2 ve H2O oluşur ve ayrışır, tabaka bir seramik film olur. Böyle bir çok adım gereklidir,tabaka kalınlığı en az 0.1µm ençok 2µmm olur,tipik değeri ise 0.5-1µm kadardır. Gerilim mukavemeti 0.5µm için 50V tur. Devrenin çalışma gerilimi çok daha düşük olduğundan (3-5V kadar) ferro dielektrik histereze halkası çok küçük bir bölümden geçer, böylelikle kayıplar az olur. Zaten seramik tarzı mümkün olduğu kadar dar histereis oluşturacak şekilde ıslah edilmiştir. Dielektrik katsayıları baryum-stronsiyum-titanat ile e kadar, kurşun-lantanzirkonat-titanat (PLZT) ile yaklaşık 1500 e ulaşılır. Bu sayede 1-2mm² yüzey üzerinde nf seviyesinde daha yüksek kapasiteler gerçekleştirilebilir. Çok sık ihtiyaç duyulan 100nF değeri önceden de olduğu gibi güç elde edilir, büyük bir alan gerektirdiğinde ayrı olarak plaket üzerine monte edilecek tek kondansatörden daha pahalıya gelir. Zamanımızda kondansatörler tek tabakalı yapılmaktadır. Çok tabakalılar yerden istifade sağlamakla birlikte daha fazla maske adımı gerektirdiklerinden üretimleri daha pahalıdır. Üretilmeleri teknik problem olmaktan ziyade maliyet meselesidir. Kesinlikle çok tabakalı kondansatörlerde olduğu gibi tabaka çıkmayacaktır, belki de iki yada üç olur. Kitle üretimi nispeten basit olacaktır, hat genişliği 5-10µm ile eski moda yarı iletken işlemeye benzer cereyan eder. Daha küçük yapılar şimdiye kadar gelmemiştir.icm ler uuz olacak ve en az eleman sayısı parça yerleştirme maliyetlerini önemli ölçüde düşürecektir. Titiz ekonomik araştırmalara ve pazar çalışmalarına hazırlık yapılmaktadır.cmm ler aksine yeni makine ve fazla parça miktarı gerektirmediğinden,fiyat uygunluğu şimdiden kesin görülmektedir. 19

20 2-TRANSİSTÖRLÜ RADYO ARIZALARI Bir radyo alıcısının arıza yapma oranını azaltmak için aşağıdaki şartların yerine getirilmesi gerekir. Alıcı şasesi kasasından kolaylıkla sökülüp takılabilmeli Bozulan direnç, kondansatör, transistör ve trafoların şase üzerinde rahatlıkla değiştirilmesini sağlamak için malzemeleri önceden şase üzerine belli bir plan dahilinde yerleştirmek gerekir. Alıcıda kullanılan direnç ve kondansatörlerin toleransları % 5 civarında olmalı, özellikle transistörlerin elemanları arasındaki sızıntı dirençleri çok büyük olmalıdır. Gerek radyo montajı esnasında ve gerekse tamirat anında mecbur kalmadıkça 100 wattlık havya kullanmamalıdır. Bu güçteki bir havyanın kullanılması bakır kaplı plaketlerin bozulmasına, yanarak oksitlenmesine buda plaket üzerindeki bakır yollar arasında sızıntı dirençlerin doğmasına sebep olur. Piyasada çok çeşitli radyo alıcısı olduğuna göre bunların da o derece arıza çeşitleri mevcuttur. Aşağıdaki örneklerde birkaç arıza çeşidi verilmiştir. Tamire gelen radyonun şeması yoksa tamirci hiç olmazsa bir iki basit radyo şemasını ezbere bilmeli ki arızayı ararken o devrede ne gibi noksanların olduğunu anlasın. Arıza: Pil bataryası yeni olmasına rağmen bir iki gün içinde hemen bitiyor. Sebep: Kondansatör veya transistörlerden birisi kısa devre olmuş demektir. Bunun için tamire gelen radyonun anahtarı kapalı iken pil gerilimi ölçülür. Anahtar açılır açılmaz ilk okunan gerilim değeri fazla miktarda azalıyorsa devrede ya kısa devre vardır veya pil eskidir. Şayet alıcı adaptörle denenirse adaptörün bozulmaması için artı veya eksi uçlardan birisi arasına seri olarak ampermetre bağlanır. Alıcının potansiyometresi minimuma getirilir. Alıcının boşta çektiği akım 15 ma den çok fazla ise alıcıda mutlaka kısa devre var demektir. Bunun için ilk olarak çıkış güç transistörlerinin bozuk veya sızıntılı olduğu aklımıza gelmelidir. Şayet çıkış transistörlerini elimizle dokunduğumuzda çok ısınıyorlarsa bu transistörlerin bozuk olduğu anlaşılır. Bu trnasistörler yerlerinden sökülerek ohmmetre ile kontrol edilmelidir. Şayet transistörler sağlam ise devredeki elektrolitik kondansatör uçlarındaki gerilimler teker teker ölçülmelidir. Arıza yine bulunamazsa plaket üzerine veya pil kutusu içine pil suyu akmış olabilir. Bu durumda hem plaket hem de pil kutusu iyice silinmelidir. Pil suyunun sebep olduğu kısa devre şayet giderilemezse o plaket bir su kabına sokulup çıkarıldıktan sonra kurutulmalıdır. Arıza: Alıcı küçük bir sarsıntı karşısında duruyor ve hemen çalışıyor. Sebep: Böyle bir arıza karşısında aklımıza ilk gelen soru temassızlık olmalıdır. Bu temassızlık, lehim hatasından, komütatör kontaklarının oksitlenmesinden, potansiyometrenin bozuk olmasından, varyabıl plakalarının birbirlerine değmesinden, kulaklık jakının temassızlığından meydana gelebilir. Arıza: Bütün istasyonlar üzerinde devamlı bir ıslık sesi mevcut Sebep: Batarya zayıflamıştır, alıcının ayarı bozulmuştur. AVC ve filtre kondansatörleri sızıntı yapmaktadır. Ara frekans katındaki dekuplaj kondansatörlerinin değerleri değişmiştir. Ara frekans transistörlerinden birisi arızalı olabilir. Arıza: Uzun ve orta dalganın alçak frekanstaki istasyonlar zayıf olarak alınıyor. Sebep: Konvertör ve ara frekans transistörü arızalı, osilatör ayarı kaymış olabilir Arıza: Ses frekans çıkış gücü az Sebep: Batarya zayıflamıştır. Ses frekans transistörlerinden biri sızıntılıdır veya polarma direnci bozuk olabilir. 20