SMT Dizgi Hataları ve Reflow Profili
Kısa cevap En sık SMT dizgi hataları nelerdir?
En sık SMT dizgi hataları lehim köprüsü, mezar taşı (tombstoning), lehim topu, termal pad'lerde boşluk (voiding), soğuk lehim ve kaymış ya da ters parçadır. Nedenleri genellikle fazla pasta, dengesiz pad tasarımı, yanlış reflow profili veya hatalı Pick and Place verisidir. Simetrik pad'ler, doğru stencil ve uygun profil çoğunu önler.
SMT (yüzey montaj) dizgisinde lehim pastası basılır, komponentler makineyle yerleştirilir ve kart reflow fırınında lehimlenir. Süreç iyi kurulduğunda son derece güvenilirdir; ancak tasarım, stencil, pasta veya fırın profilindeki küçük bir sorun tekrarlayan hatalara yol açar. Bu rehberde en sık görülen SMT dizgi hatalarını, nedenlerini ve tasarım aşamasında nasıl önlenebileceklerini, ayrıca reflow profilinin temel bölgelerini anlatıyoruz.
SMT dizgi süreci kısaca
- Pasta baskı: Lehim pastası stencil ile pad'lere basılır.
- SPI (pasta kontrolü): Basılan pastanın miktarı ve konumu kontrol edilir.
- Dizgi: Pick and place makinesi komponentleri Pick and Place dosyasındaki koordinatlara yerleştirir.
- Reflow: Kart sıcaklık profili tanımlı fırından geçer, pasta erir ve katılaşır.
- AOI / X-ray: Lehimler optik veya X-ray ile kontrol edilir; ayrıntılar PCB test yöntemleri rehberinde.
Reflow profili
Reflow profili, kartın fırın içinde zamanla hangi sıcaklıklardan geçtiğini gösterir. Kurşunsuz (SAC305) pasta için tipik bölgeler:
| Bölge | Amaç | Tipik değer (kurşunsuz) |
|---|---|---|
| Ön ısıtma (preheat) | Kartı ve parçaları yavaşça ısıtmak | 1 – 3 °C/s artış |
| Bekleme (soak) | Sıcaklığı eşitlemek, flux'ı aktive etmek | 150 – 200 °C, 60 – 120 s |
| Reflow (erime) | Pastayı eritip lehim bağlantısını oluşturmak | Tepe 235 – 250 °C; 217 °C üstünde 45 – 90 s |
| Soğuma | Lehimi düzgün katılaştırmak | ≈2 – 4 °C/s |
Kesin değerler pasta üreticisinin veri sayfasına ve kartın ısıl kütlesine göre ayarlanır. Kurşunlu pastalarda sıcaklıklar daha düşüktür (erime ≈183 °C).
En sık SMT dizgi hataları
Lehim köprüsü (bridging)
Komşu pad'ler arasında istenmeyen lehim bağlantısı. Nedenleri: fazla pasta, geniş stencil açıklığı, pad'ler arasında solder mask barajının olmaması, kaymış baskı. Önlem: ince bacaklı entegrelerde stencil açıklığını küçültmek, pad'ler arasında solder mask bırakmak, doğru stencil kalınlığı.
Mezar taşı (tombstoning)
İki bacaklı küçük bir parçanın bir ucunun kalkıp dik durması. Nedenleri: iki pad'in farklı hızda ısınması (biri büyük bakır alana bağlı), farklı pad boyutları, kaymış yerleşim. Önlem: simetrik pad'ler, büyük bakır alanlara bağlantıda termal rölyef, profilde yeterli soak süresi.
Lehim topu (solder balling)
Parça çevresinde küçük lehim kürecikleri. Nedenleri: nemli pasta, çok hızlı ön ısıtma, stencil altına pasta taşması. Önlem: pastanın doğru saklanması, uygun profil, stencil temizliği.
Boşluk (voiding)
Lehimin içinde gaz boşlukları; özellikle QFN ve güç parçalarının alt termal pad'lerinde görülür ve ısı iletimini azaltır. Önlem: büyük termal pad'lerde stencil açıklığını pencereli (ızgara) yapmak, pad'deki via'ları kapatmak veya doldurmak, profil optimizasyonu.
Soğuk lehim ve yetersiz ıslatma
Lehim tam erimemiş, mat ve pürüzlüdür veya pad'e yayılmamıştır. Nedenleri: düşük tepe sıcaklığı, kısa süre, oksitlenmiş pad veya bacak. Önlem: doğru profil, taze yüzey kaplamalı kart ve uygun saklanmış komponentler.
Kayma, ters veya eksik parça
Nedenleri: hatalı Pick and Place koordinatı veya dönüş açısı, yanlış footprint, BOM ile dosyaların uyumsuzluğu. Önlem: BOM ve P&P dosyalarının tasarımla aynı revizyondan alınması, polarite işaretlerinin silkscreen'de net olması.
Head-in-pillow ve BGA hataları
BGA topu ile pasta birbirine tam kaynaşmaz; dışarıdan görülmez, X-ray ile tespit edilir. Kartın veya parçanın eğilmesi (warpage) ve oksitlenme başlıca nedenlerdir.
Tasarımda alınabilecek önlemler
- Komponent üreticisinin önerdiği pad ölçülerini (land pattern) kullanın.
- Küçük pasif parçaların pad'lerini büyük bakır alanlara termal rölyefle bağlayın.
- Via'ları pad içine koymayın; koymanız gerekiyorsa doldurulmuş ve kapatılmış (via-in-pad) olarak sipariş edin. Bkz. via türleri.
- Kart üzerinde en az iki (tercihen üç) fiducial işareti ve dizgi için kenar ray bırakın (panelleme).
- Uzun ve ince kartlarda eğilmeyi azaltmak için uygun kalınlık ve panel yapısı seçin.
Sıkça sorulan sorular
Mezar taşı hatası neden olur?
En sık neden, küçük bir parçanın iki pad'inin farklı hızlarda ısınmasıdır; biri büyük bir bakır alana bağlıysa daha geç ısınır ve diğer uçtaki erimiş lehim parçayı dik çeker. Simetrik pad'ler ve termal rölyef bu hatayı büyük ölçüde önler.
Reflow ile dalga lehim farkı nedir?
Reflow, SMD parçaları pasta eriterek fırında lehimler. Dalga lehim ise delikli (THT) parçaların bacaklarını erimiş lehim dalgasından geçirerek lehimler. Karma kartlarda ikisi birlikte veya seçici lehim kullanılır.
Dizgi hataları nasıl tespit edilir?
Pasta baskısı SPI ile, yerleşim ve görünür lehimler AOI ile, BGA ve QFN gibi gövde altındaki lehimler X-ray ile kontrol edilir; son olarak fonksiyonel test yapılır.
Kartlarınızın dizgisini yaptırmak ister misiniz? BOM ve dosyalarınızla teklif alın.
Dizgi Teklifi Al