Elektronik kart tasarımı, prototipleme ve az adetli üretim aşamalarında mühendislerin, donanım geliştiricilerin ve üreticilerin internette en çok aradığı teknik soruları, pratik çözüm yöntemlerini ve lehimleme püf noktalarını bu rehberde bir araya getirdik.
1. SMD (Yüzey Montaj) Lehimleme Nasıl Yapılır?
SMD komponentler devre kartının üst yüzeyindeki bakır padlere doğrudan monte edilir. Atölyemde uyguladığım SMD montaj hizmeti hakkında detayları inceleyebilirsiniz. Delik içi montaja (THT) kıyasla çok daha kompakt kart tasarımları sağlar. Başarılı bir SMD lehimleme için:
- Doğru Sıcaklık Ayarı: Kurşunlu lehimler için 310°C - 330°C, kurşunsuz (SAC305) alaşımlar için 350°C - 370°C aralığı idealdir.
- Flux (Reçine/Jel) Kullanımı: Flux, bakır yüzeydeki oksit tabakasını temizler; lehimin yüzeye homojen yayılmasını sağlar. Flux olmadan temiz ve parlak bir lehim elde etmek mümkün değildir.
- Işıklı Mercek ile İnceleme: 0603, 0805, SOIC, TSSOP, QFP veya ESP8266 / ESP32 gibi kablosuz modüllerde pad ve bacak temasını ışıklı dikkatli göz muayenesi altında incelemek hata riskini sıfıra indirir.
2. Soğuk Lehim (Cold Solder) Nedir ve Nasıl Anlaşılır?
Soğuk lehim, elektronik kart arızalarının başlıca sebebidir. Konuyla ilgili ayrıntılı bilgi için soğuk lehim rehberimizi inceleyebilirsiniz. Lehim telinin erime noktasına tam ulaşamaması, lehim soğurken komponentin oynaması veya yüzeyin kirli/oksitli olması nedeniyle oluşur.
Nasıl Anlaşılır? Sağlıklı bir lehim parlak ve içbükey bir eğriye sahiptir. Soğuk lehim ise donuk, mat, pütürlü ve bombe şeklinde görünür. Zamanla titreşimle elektriksel teması keser.
Çözümü: Bağlantı noktasına kaliteli jel flux sürülerek sıcak havya ile yeniden eritilmeli ve taze lehim takviyesi yapılmalıdır.
3. Lehim Köprülenmesi (Short Circuit) Nasıl Temizlenir?
Dar bacak aralığına sahip entegrelerde bacaklar arasında oluşan lehim köprüsü kısa devreye yol açar. Bu hatayı gidermek için kesinlikle sert kazıma yapılmamalıdır. Çözüm; bacaklara jel flux uygulayıp ince havya ucu ve taze flux ile fazla lehimi alarak köprüyü açmaktır.
4. Mezar Taşı Etkisi (Tombstoning) Neden Olur?
İki uçlu SMD direnç ve kondansatörlerin, bir paddeki lehimin diğerinden daha erken erimesi sonucu yüzey gerilimiyle dikey pozisyona geçmesine "Tombstoning" denir. Padlerin dengeli ısıtılması ve komponentin ortalanarak yerleştirilmesi bu hatayı önler veya en aza indirir.
5. QFN ve Altı Padli Entegreler Nasıl Lehimlenir?
QFN kılıfların bacakları gövdenin tam altında yer alır. Standart havya ucu doğrudan bacaklara ulaşamaz. Bu tür entegrelerde krem lehim padlere sürülür; sıcak hava istasyonuyla kademeli olarak ısıtılarak lehimlenir ve etrafındaki pad bağlantıları mercekle kontrol edilir. BGA ve CSP paketlerde yerleştirme, reballing veya X-ray denetimi yapmıyorum.
6. Lehimleme Sonrası Kart Temizliği Zorunlu mudur?
Her kartta aynı temizlik zorunlu değildir; kullanılan flux türüne (Rosin, No-Clean, Suda Çözünür) ve devrenin çalışma koşullarına göre karar verilir. Standart uygulamalarda No-Clean flux kalıntıları elektriksel olarak nötr kalabilir. Ancak yüksek frekanslı RF hatları, mikroamper seviyesinde çalışan sensör devreleri veya nemli ortamda çalışacak kartlarda izopropil alkol (IPA) ile reçine temizliği önerilir. Solventten etkilenebilecek açık röle, potansiyometre veya buzzer gibi komponentlerin bulunduğu kartlarda ise bölgesel ve kontrollü temizlik tercih edilir.
7. Kurşunlu ve Kurşunsuz (RoHS) Lehim Arasındaki Farklar Nelerdir?
Varsayılan, RoHS uyumlu kurşunsuz SAC305’tir ve yaklaşık 217°C’de erir. Kurşunlu Sn63/Pb37 yalnızca düzenlemeye tabi olmayan tamir ve AR-GE işlerinde talep üzerine kullanılır; 183°C’de ötektik erime ve kolay işlenebilirlik sağlar, RoHS uyumlu değildir ve AB pazarına girecek ürünlerde kısıtlıdır.
8. Prototip Kart Dizgi Maliyeti Neye Göre Hesaplanır? (Prototip Hizmeti)
Elektronik kart dizgisinde maliyeti belirleyen 4 temel parametre vardır:
- Toplam Pad (Pin) Sayısı: Lehimlenecek toplam bacak sayısı temel işçilik ölçütüdür.
- Komponent Çeşitliliği: SMD, DIP ve özel modüllerin oranı.
- Kart Adedi: Adet arttıkça birim maliyet düşer; az adetli prototiplerde ise hazırlık payı bulunur.
- Çift Taraflı Dizgi: Kartın her iki yüzünde de eleman bulunması durumunda işlem iki kademeli yürütülür.
9. Kopan PCB Yolları ve Kalkan Padler Tamir Edilebilir mi?
Evet. Aşırı ısı veya mekanik zorlama sonucu kalkan bakır yollar mikro emaye bobin telleri ile atlatma (jumper) yapılarak onarılır ve özenle lehimlenerek bağlantı tekrar kurulur.
10. Prototip Projelerde Butik Dizgi Desteği Almanın Avantajı Nedir?
Büyük dizgi fabrikaları yüksek elek ve kalıp maliyeti çıkarmakta ya da 1-10 adet gibi numuneleri kabul etmemektedir. KartLehim olarak 1 adetten onlarca adede kadar tüm AR-GE ve prototip kartlarınızı titiz el işçiliği, titiz gözle detaylı kontrol ve hızlı teslimat güvencesiyle hayata geçiriyoruz.
