Geçmişte hiç soğuk lehim bağlantısıyla karşılaştınız mı? Sorunu nasıl çözdünüz? Çevrimiçi yardım aldınız mı?
Çoğu mühendis, soğuk lehim bağlantıları nedeniyle sağlam olmayan elektronik bileşenleri üretme sorunuyla yüzleşmek zorundadır. Bu durum, ya endüstriyel PCB montajı esnasında ya da (esnek PCB’leri kullanırken olduğu gibi) daha yeni eğilimlerle ilk örneği oluştururken gerçekleşir.
Profesyonel bir PCB üreticisi olarak WellPCB, geçmişte soğuk lehim bağlantıları hakkında sık sık endişeler almıştır. Bu endişeler nedeniyle, bu konuyla ilgili daha fazla araştırma yapmaya ve PCB tasarımcılarını endişelendirebilecek soruları yanıtlamaya çalıştık.
Bu baskı, daha iyi PCB’ler geliştirmenize yardımcı olabilecek soğuk lehim bağlantıları hakkında bir bilgi koleksiyonudur.
Geçmişte hiç soğuk lehim bağlantısıyla karşılaştınız mı? Sorunu nasıl çözdünüz? Çevrimiçi yardım aldınız mı?
Çoğu mühendis, soğuk lehim bağlantıları nedeniyle sağlam olmayan elektronik bileşenler üretmekle yüzleşmek zorundadır. Bu durum, ya endüstriyel PCB montajı esnasında ya da (esnek PCB’leri kullanırken olduğu gibi) daha yeni eğilimlerle ilk örneği oluştururken gerçekleşir.
Profesyonel bir PCB üreticisi olarak WellPCB, geçmişte soğuk lehim bağlantıları hakkında sık sık endişeler almıştır. Bu endişeler nedeniyle, bu konuyla ilgili daha fazla araştırma yapmaya ve PCB tasarımcılarını endişelendirebilecek soruları yanıtlamaya çalıştık.
Bu baskı, daha iyi PCB’ler geliştirmenize yardımcı olabilecek soğuk lehim bağlantıları hakkında bir bilgi koleksiyonudur.
1. Soğuk Lehim Bağlantısı
1.1 İlk Olarak Lehimleme Nedir?
Lehimleme, erimiş kurşun ve kalay alaşımı kullanılarak elektronik bileşenleri karta birleştirerek Baskılı Devre Kartı (PCB) üzerinde elektriksel ve mekaniksel bağlantılar oluşturma işlemidir.
Elektrik mühendisliğinde temel bir beceridir; çünkü bu, devrelerin geliştirilmesi ve sorunun giderilmesinin merkezi bir parçasıdır.
Lehimleme genellikle bir lehim istasyonu veya bir lehim aleti ve bir lehim teli (kalay ve kurşun alaşımlı) kullanılarak yapılır. Lehimleme esnasında bir güç kaynağına bağlı kontrollü bir ısıtma elemanına ince bir metal ucu (veya ilgili bir metal malzeme) eklenir.
Zamanla, lehim aletinin ucu bir dereceye kadar ısıtılır, bu da lehim telini eritebilir ve lehim bağlantısının oluşturulmasına yardımcı olur. Lehimleme, elektrik bileşenlerinin PCB’lere monte edilmesinden sorumlu olan beceridir.
1.2 Bana Lehim Bağlantılarını Anlatın
Bir lehim bağlantısı, elektronik bir bileşeni PCB’ye bağlamanın yalnızca özel lehimli bir noktasıdır. İdeal bir lehim bağlantısının yatay kesiti, pürüzsüz ve parlak içbükey şekilli erimiş lehime sahip olmalıdır. Bu da aşağıdaki resimde gösterildiği gibi lehimlenecek elemanın pimine tırmanır:
Resim 1: ideal lehim bağlantısı
Basit bir açıklamadan (veya deneyimlerden) tahmin edebileceğiniz gibi, iyi lehimleme, çok fazla alıştırma gerektiren kazanılmış bir beceridir. Çoğumuz için, bu beceri tekrarlanan projelere ve deneyimlere göre zamanla mükemmelleştirilir.
Bu öğrenme süreci, çok sayıda “…bunu monte et,” “…şunu devreden çıkar.” gibi çok fazla deneme yanılma içerir.”
Dahası; bütün bunlara rağmen, aslında hiçbir zaman tamamıyla hatasız değilsiniz; Sadece alıştırmadan önce olduğunuzdan biraz daha gelişmiş olursunuz.
Sözün kısası, bir bileşeni her lehimlediğinizde, bunu eskisinden daha iyi yapma şansına sahip olursunuz. Ayrıca, yapacağınız bir hatadan sonra bunu yapmanın daha iyi bir yolunu öğrenirsiniz.
1.3 Yaygın Lehim Bağlantı Sorunları
Bu lehimleme işlemi esnasında muhtemelen yapacağınız çeşitli hatalar vardır. Lehim bağlantıları yaparken yapabileceğiniz yaygın lehim hatalarından bazıları şunlardır:
1. Bozulmuş bir bağlantı: erimiş lehim katılaşmadan önce bir lehim bağlantısı bozulduğunda oluşur.
2. Soğuk bir bağlantı: lehimlemeden sonra lehimin tamamen eriyemediği bağlantı.
3. Aşırı ısınmış bir bağlantı: Bu sorun, lehim teli ısınmasına rağmen eriyemediğinde ortaya çıkar. Bu eylem, devre kartındaki akının aşırı ısınmasına neden olur. Bu da lehimleme deneyimini zorlaştırır.
4. Yetersiz ıslatma: Bu sorun ya pim ya da devre kartında meydana gelir. Lehimin, devre kartı ve pim üzerinde eşit bir şekilde ısıtılmadığının bir göstergesidir. Pimin yetersiz ıslatılması, pimi devre kartından daha fazla yaktığınızı gösterir. Diğer yandan, devre kartında yetersiz ıslatma çok az ıslatma malzemesinin uygulandığını gösterebilir.
Bu konular hakkında daha fazla bilgi, önceki diğer bölümlerde açıklanacaktır.
1.4 Peki Şimdi, Soğuk Lehim Bağlantısı Nedir?
Eminim şu andan itibaren “soğuk lehim bağlantısının” ne olduğunu tahmin edebilirsiniz, değil mi? Daha önce belirtildiği gibi, soğuk lehim bağlantısı, lehimleme esnasında ortaya çıkan bir lehim bağlantısı sorunudur. Bu, genellikle lehim tamamen eriyemediğinde ve ideal bir lehim bağlantısı oluşturmak için aktığında gelişen bir durumdur.
Soğuk lehim bağlantıları genellikle donuk görünür; pimler ve devre kartının esnek alanları üzerinde dışbükey tırmanma yapar. Bazen, Resim 2’de gösterildiği gibi kaba şekiller de alır.
Resim 2: Soğuk Lehim Bağlantısı
Bu soğuk lehim bağlantısı, genellikle lehimlemeden önce lehim teli düzgün bir şekilde ısıtılamadığında ortaya çıkar. Bazı durumlarda, erimiş lehim katılaşmadan önce devre kartını veya lehimli pimi bozduğunda da ortaya çıkabilir
Sonraki bölümlerde, soğuk lehim bağlantılarının tespiti ve onarımı hakkında daha fazla ayrıntı inceleyeceğiz. Soğuk lehim bağlantılarının oluşumunu en aza indirmenize yardımcı olabilecek uygulamalar da önereceğiz.
2. Soğuk Lehim Bağlantı Tespiti Ve Testi
2.1 Neden Soğuk Lehim Bağlantılarını Test Etmelisiniz?
Büyük elektrik projelerinde çalışan biri gibi soğuk lehim bağlantılarını test etmenin önemini kimse bilmez.
Bakın, elektronik projelerde tek başıma çalışırken karşılaştığım sinir bozucu bir aşama. Böyle bir hikâyenin günlük iş deneyimlerinizle de ilgili olup olmadığını merak ediyorum. Şöyle bir şey oluyor:
Daha büyük bir endüstriyel proje için elektrik parçası üzerinde çalışıyorum. Benim görevim, daha büyük bir proje için temel donanım bileşenlerinden birini geliştirmektir. Zaten bir yazılımım var; (normal elektronik devre tahtasında) elektrik bileşeni test edildi ve lehimlemeye hazır mikro denetleyiciye yüklendi.
“İş aletlerimi” topluyorum; yorucu işe başlıyorum, her şeyi olabildiğince hızlı lehimlemeye çalışıyorum. Yaklaşık 30 dakika sonra tüm projeyi bitiriyorum. Bana göre her şey yolunda görünüyor (ya da öyle söylemeliyim).
Bunun üzerine, cihazı çalıştırıyorum ve onu izlemeye başlıyorum. Dahası, tahmin edin ne oldu? Devrem çalışmıyor. “… pekâlâ, belki direnç o kadar iyi değildir.” Sanırım, “daha önce bundan şüpheleniyordum.” düşüncesi aklımdan geçiyor.
Bu yüzden direnci farklı bir dirençle değiştiriyorum. Ancak o yine de çalışmıyor. multimetremi kontrol ediyorum ve her bir bileşeni ölçmeye başlıyorum. Tek bir soğuk lehim bağlantısını fark ettim ve onu düzelttim.
Cihaz çalışıyor, ancak daha sonra beklenmedik okumalar veriyor. Hiddetleniyorum ve bir mercek kullanarak yeni bir devre incelemesi için hazırlanıyorum. Daha sonra (yaklaşık bir saat kadar sonra) farklı bir soğuk lehim bağlantısı keşfediyorum ve onu düzeltiyorum.
Bu sefer (bazen sizi programın gerisinde bırakabilecek uzun ve sıkıcı bir deneyimden sonra) onu kontrol altına almayı başarıyorum.
Bunu görüyor musunuz? İşte bu yüzden soğuk lehim bağlantılarını kontrol etmeniz gerekiyor. Soğuk lehim bağlantılarını test etmeden arızalı elektronik bileşenin oluşma tehlikesini göze alacaksınız. Bununla birlikte, soğuk lehim bağlantıları oluşturmak için devreler üzerinde gerçekleştirebileceğiniz bazı testleri inceleyelim.
2.2 Birinci Test: Soğuk Lehim Bağlantılarının Görsel Kontrolü
Soğuk lehim bağlantılarını görsel olarak kontrol etmek ve bunları düzeltmek, devre geliştirirken ilk adımınız olmalıdır. İdeal bir lehim bağlantısının nasıl görünebileceğini daha önce (birinci bölümde) açıklamıştık. Öncelikle, soğuk lehim bağlantısı donuk, beyazımsı ve dışbükey görünebilir veya biçimi bozulmuş olabilir.
Tüm bunların daha çok “sağduyu” gibi göründüğünü biliyorum, değil mi? Dahası, belki onu neden tanıttığımı merak ediyorsunuzdur. Bazen gözlerimizle gördüklerimizin ötesine geçer.
Dışbükey şekli ve lehimin boşlukları doldurduğunu görmek için bir büyüteç almanız ve lehim bağlantılarını kontrol etmeniz gerekebilir. Bağlantılardan geçen ışığı görmemelisiniz.
Lensler bazen lehimin yeterince ısıtılmadığı bağlantıları tespit etmenize yardımcı olabilir. Çoğu zaman, bu tür bağlantıların yakın bir incelemede pürüzlü olduğu görünmektedir.
Ayrıca, bir bağlantıdan şüphelendiğinizde, bağlantının kopup kopmadığını görmek için bağlantıya monte edilen bileşeni eğmeyi denemelisiniz. Böyle bir şey olursa sonraki bölümde tartışacağımız yöntemlerle onu deneyip düzeltmeye çalışın.
Lehimin diğer bağlantılara akmamasını sağlamak da çok önemlidir; çünkü bu devre içinde kısa devreye neden olabilir.
2.3 İkinci Test: Soğuk Lehim Bağlantılarını Kontrol Etmek İçin Ölçü Aleti Kullanma
Multimetre kullanarak soğuk lehim bağlantısını test ederken soğuk lehim bağlantısı oluşturmak için kullanabileceğiniz iki ölçü birimi vardır. Bunlar şunlardır:
2.3.1 Direnç kullanarak test etme (ohm)
İşte burada, multimetreyi direnç ölçme aletiyle değiştirerek başlayacaksınız. Genellikle bu Ohm (Ω) sembolü ile gösterilecektir. Multimetre tipine bağlı olarak, geçiş yapmak için göstergeyi döndürecek veya birkaç kontrol kadranına basacaksınız. Bu deneme için yaklaşık 1K ohm’luk bir direnç kullanın.
Ardından, multimetrenin bağlantı ucunu doğrudan ölçüm cihazının diğer bağlantı ucuna bağlayın. Burada sıfır ohm’luk bir direnç okursanız bu yardımcı olur. Bu adım, multimetrenizin doğru çalıştığını doğrulamak içindir.
Bunu belirledikten sonra, sayacın bağlantı ucunu bir uçtaki bir bağlantıya ve diğer ucunu bir bileşen aracılığıyla farklı bir uca bağlayın. Dirençsiz elektrik bileşenleri için bir sıfır gözlemlemelisiniz. Sıfırın üzerindeki herhangi bir okuma, soğuk bağlantının bir göstergesi olabilir.
2.3.2 Süreklilik kullanarak test etme
2.3.1 testinde kullandığımız multimetreyi kullanarak, sürekliliği ölçmek için multimetrenin ölçüsünü değiştirin. Multimetrenin iki ucunu bağlayın ve sürekliliği göstermek için multimetrenin bip sesi çıkardığına dikkat edin.
Resim 3: Süreklilik etiketini gösteren fotoğraf
Memnun kaldığınızda, multimetrenin iki ucunu devrenin iki ucuna bağlayarak işlemi tekrarlayın. Multimetre bip sesi çıkarırsa o zaman her şey yoluna girebilir. Başka bir şey olursa bu durum soğuk lehim bağlantısının bir sonucu olabilecek süreksizliğin bir göstergesidir.
2.4 Bunu aklınızda bulundurun: lehimleme hataları ileriye götüren yoldur
Hiçbir özel cihaz soğuk lehim bağlantılarını test edemez. Yukarıda incelenen tüm testler deneme yanılmaya dayanmaktadır. Bu gerçek, bunu yaparken hata yapmamanız gereken nedendir. Elektronik bileşenlerde hatalar yapamayacak kadar tecrübesiz olduğunuzda, sonunda hatalar yaparsınız.
Bu nedenle, tüm bunları cesaretle yapmalı ve karşılaştığınız her şeyi (3. bölümdeki yöntemlerle) düzeltmeye istekli olmalısınız.
Zamanla, (yaptığınız) daha fazla çözülmüş hatalarla, eskisinden biraz daha iyi olmaya başlarsınız. Tıpkı yeni başlayan birinin hata yapması gibi profesyoneller de hatalar yapar.
Tek fark, hataların türü ve hataları çözmek için harcadıkları süredir. Peki, neden korkmalısınız?
3. Soğuk Lehim Bağlantısı Onarımı
Soğuk lehim bağlantıları genellikle, bozulmuş soğuk lehim bağlantıları veya sadece soğuk lehim bağlantıları olarak ortaya çıkar. Bu, lehimin lehimleme esnasında yetersiz ısınması nedeniyle olur. Bununla başlayacağız:
3.1 Bozulmuş Soğuk Lehim Bağlantıları
Mühendisler için soğuk lehim bağlantı problemlerinin ana türleri bunlardır. Bu lehim bağlantıları, erimiş lehim doğru şekilde monte edilmeden önce bileşen veya devre kartı hareket ettirildiğinde ortaya çıkar.
Onlar, içbükey şekilli bir görünüm ve lehim içinde eğimli bir pim ile nitelenir. Yakın bir gözlemde, onların kaba ve biraz donuk görünmesi muhtemeldir.
Öncelikle, soğuk lehim bağlantıları olarak rahatça sınıflandırılamazlar; çünkü bu tür bağlantılar bazen iyi erimiş lehimden yapılabilir. Bununla birlikte, standart soğuk lehim bağlantılarına çok yakın benzerlik gösterirler.
3.1.1 Rahatsız edici soğuk lehim bağlantıları nasıl giderilir?
Yukarıda belirtildiği gibi, bu tür soğuk lehim bağlantısı, lehimleme esnasında devre kartının veya elemanın bozulmasına neden olur. Bu nedenle, bunu gidermek için lehimleme işinize devam ederken istikrarlı bir şekilde çalışmanız gerekecektir.
Bunu başarılı bir şekilde atlatmak için, lehimleme yaparken yere sabit bir şekilde monte edilmiş özel bir masaya sahip olmanız gerekebilir. Sınırlı bir alanda çalışıyorsanız lehimleme mengenesi satın alabilir ve lehimleme istasyonuna yakın sağlam bir duvara monte edebilirsiniz.
3.2 Soğuk Lehim Bağlantıları
Önceki bölümlerde, soğuk lehim bağlantılarının, lehim malzemesinin yetersiz ısıtılması nedeniyle oluştuğunu belirttik. Böyle bir problem rahatlıkla gözlemlenebilir; çünkü bileşenleri devre kartına sabitleyemezken lehim bağlantılarına yakın topaklanmalara yol açar.
Bu problem nedeniyle, bağlantının yapışması çok zayıf olabilir ve lehim bağlantısına iliştirilmiş bileşenlerin çatlamasına ve hatta ayrılmasına neden olabilir.
Soğuk lehim bağlantıları, genellikle lehim tabancasına yeterli güç verilmediğinde ortaya çıkar. Bazen lehim tabancasının “kirli” ucunun da bir işareti olabilir.
3.2.1 Soğuk lehim bağlantı sorunları nasıl çözülür?
Lehimleme istasyonlarını kullanan mühendisler için, soğuk lehim bağlantı sorunlarıyla karşılaşmanızın tek olası nedeni, lehim tabancasının ucunda biriken kirdir. Bu problem lehim bağlantılarının aşırı ısınmasına da neden olabilir.
Bu nedenle, soğuk lehim bağlantılarını çözmenin ilk adımı, lehim aleti ucunu uygun bir şekilde temizlemektir.
İkincisi, lehim telini ısıtmak için lehim tabancasına uygun miktarda elektrik gücü sağlamanız gerekecektir. Diğer bazı durumlarda sadece lehim istasyonunuzun / ısıtıcınızın regülatörünü uygun bir şekilde ayarlamanız gerekecektir.
Isıyı tespit ettikten sonra, lehimi yeniden ısıtmanız ve monte etmeniz gerekecektir.
Diğer durumlarda, kısa plastik geçiş süresine sahip SN96 lehimi gibi kurşunsuz lehim satın almayı düşünebilirsiniz. Bu tür bir kaynak işlemi, lehimleme esnasında eksik yanma olasılığını azaltacaktır.
Geri kalan bölümlerde, bağlantı direncinin lehimleme sorunlarını ve etkilerini tartışacağız; daha sonra, bunu soğuk lehim bağlantılarından kaçınmanıza yardımcı olabilecek uygulama önerileriyle taçlandıracağız.
4. Soğuk Lehim Bağlantı Sorunları
4.1 Soğuk Lehim Bağlantıları ve Direnç
İkinci bölümde, soğuk lehim bağlantısını tespit etmek için deneme olarak direnç testini öne çıkardık. Direncin soğuk lehim bağlantıları üzerindeki ne bu sebebini ne de bu olası etkilerini açıkladığımız tek şeyi kaçırdık.
Şimdi, lehimlemede kullanılan kurşun ve kalay alaşımı lehim maddesinin eksik yanması nedeniyle, yine de, tüm bağlantıların devre içindeki güce bir miktar direnç gösterdiğini fark etmek önemlidir.
Soğuk lehim bağlantıları, elektrik yüklerinin akışına karşı daha yüksek direnç gösterebilir.
Bu sorun her zaman anında göze çarpmaz. Bununla birlikte, zamanla daha fazla güç tüketimine yol açar. Ayrıca, uzun süreli kullanımda soğuk lehim bağlantıları aşırı ısınabilir ve sonunda cihazın arızalanmasına neden olabilir.
4.2 Soğuk Lehim Bağlantılarında Direncin Etkileri
Soğuk lehim bağlantılarından kaynaklanan yüksek direnç, elektronik bileşenler için bir çeşit “saatli bomba”dır. Bazen etkileri anında, kolayca fark edilir ve düzeltilir. Ancak, bazen sonuçlar kolayca fark edilemeyebilir ve arızalı cihazların üretilmesine devam edilebilir.
İşte soğuk lehim bağlantı direncinden kaynaklanabilecek etkilerden bazıları şunlardır:
Tamamlanmamış devreler: Bu sorun soğuk lehim bağlantısı, bileşeni ve devreyi bağlayamadığında ortaya çıkar. Bu sorun istenmeyen olsa da, bu sorunu olan bir cihaz çalışmayacağından bunu zamanında tespit etmek ve düzeltmek en kolayıdır.
Diğer olağanüstü durumlarda; direnç, hatalı okumalar vermek için devredeki diğer bağlı dirençlerin direnci ile birleşebilir. Bu gibi durumlarda, bu sorunu gidermek için daha önce bahsedilen test yöntemlerini ve çözümlerini uygulayabilirsiniz.
Aşırı ısınan devreler: Aşırı ısınan devreler, birkaç farklı soğuk devre birbirine bağlandığında oluşur. Tespit edilmesi en zor soğuk bağlantı direnci sorunudur. Çoğu zaman, bu sorunu olan devreler test aşamasında çalışacak ve endüstriyel kullanım için bile üretilebilecektir.
Sorun, uzun süreli kullanımda bu devrelerin aşırı ısınması ve elektronik devrelerin bozulmasıdır. Sonuç olarak bu durum cihazların arızalanmasına neden olur.
Soğuk bağlantıların neden olduğu direnç sorunlarını tespit etmenin en iyi yolu, ikinci bölümde ele alındığı gibi, bunları tespit etmek için multimetreyi kullanmak olacaktır.
Alıştırma Yapmanız Gereken Yedi Lehimleme Uygulaması
İşte elektronik projelerinizde soğuk lehim bağlantısı örneklerinden kaçınmanıza yardımcı olabilecek yedi altın uygulama:
1. Uygun araç gereçlere sahip olun. Daha belirgin olarak, iyi bir lehim aleti satın alın. Lehim aleti genellikle lehimin ısıtılmasından sorumludur. Bu nedenle, lehimlemede kullanılan ısı miktarını düzenlemenize ve kontrol edebilmenize olanak tanıyan ideal bir lehim aleti satın almanız önemlidir.
2. Lehimleme yaparken en az miktarda lehim kullanın.
3. Lehim aleti ucunu düzenli olarak temizleyin.
4. Lehimleme yaparken ısıtıcıya/lehim tabancasına güç sağlayabilen güvenilir bir güç kaynağına sahip olun.
5. Mümkünse kurşunsuz lehim teli (malzemesi) kullanın.
6. Erimiş lehimin soğuması için her zaman yeterli süre verin. Lehimlemek için acele etmeyin.
7. Lehimleme yaparken asla paniğe kapılmayın. Bunun zaten yerleşik mühendisler için çok gerekli olmadığını biliyorum; ancak yeni başlayanların çoğu panik nedeniyle soğuk lehim bağlantılarıyla karşı karşıya kalıyor.
Sonuç
Lehimleme sürecini cesaretlendirmenin gerekliliğini sürekli olarak vurguladım; çünkü bu, soğuk lehim bağlantısının ilk nedenidir. Daha önce gördüğümüz gibi, eskisinden biraz daha iyi olmak için bu hataların bazılarını sık sık yapmanız gerekiyor.
Lehimleme hakkında daha fazla bilgi edinmek ve daha fazla ayrıntı için internet sitemize göz atmaktan çekinmeyin.
Size güvenilir ve profesyonel bir PCB yapmamıza ihtiyaç duymanız durumunda, internet sitemizde fatura veya teklif talebi oluşturmaktan çekinmeyin.
