Reflow Lehimleme ve Dalga Lehimleme Arasındaki Farklar

Lehimleme, baskılı devre kartı (PCB) üretim sürecinin önemli bir bileşenidir. PCB üreticileri, devreleri kartın üzerine güvenli bir şekilde bağlamak için lehimleme işlemi uygularlar. Reflow lehimleme ve dalga (wave) lehimleme, PCB sektöründe kullanılan iki temel lehimleme çeşididir. Dalga lehimleme ile reflow lehimleme metodları hakkındaki bilgiler ve bu iki metod arasındaki farklar yazımızın devamında.

A- A+

14.04.2020 tarihli yazı 12504 kez okunmuştur.

Baskı devre kartı(PCB) endüstrisinde faaliyet gösteren şirketler, devrelerin üzerindeki elemanlar için kendilerince en güvenli ve en dayanaklı lehimleme metodunu kullanmaya çalışıyorlar. Şirketlerin baskılı devre kartı (PCB) üretim sürecinde kullandıkları lehimleme metodu, üretim zamanı, maliyet ve üretim sürecindeki diğer temel unsurları üzerinde oldukça etkilidir. Şu anda dalga (wave) lehimleme ve reflow lehimleme, baskılı devre kartı üretiminde en çok kullanılan iki metod.

Reflow Lehimleme

Reflow lehimleme, PCB endüstrisinde kullanılan en yaygın lehimleme yöntemlerinden biridir. Reflow lehimleme, sıcak hava veya termal radyasyon iletimi sayesinde eriyecek olan lehim macunu kullanarak devre kartının üzerindeki bileşenleri kalıcı olarak yapıştırır. Reflow lehimleme, reflow lehimleme fırını adı verilen bir makinede yapılır.

► İlginizi Çekebilir: Lehimleme Nasıl Yapılır?

Reflow lehimleme yapabilmek için lehim macunu, lehim macunu şablonu ile her bir levha üzerine yayılır. Daha sonra bileşenler bir makine tarafından pedlerin üzerine yerleştirilir. Reflow lehimleme, 4 adımda gerçekleşir.

Ön ısıtma: Ön ısıtma, levhaların, termal profilleme işlemi için gerekli sıcaklıkta olmasını ve bu sıcaklıkta monte işleminin gerçekleşmesini sağlar. Ayrıca lehim macununun çözücü maddelerinin çıkarılmasını sağlar ve bu sayede lehimleme kalitesi artar.

Termal Islatma: Reflow lehimlemesi, lehim macununda bulunan akıya bağlıdır. Bu yüzden sıcaklık, akının aktive edilebileceği bir seviyede olması gerekir. Eğer termal ıslatma işlemi yapılmaz ya da eksik yapılırsa, lehimleme işlemi hatalı olur.

Lehimleme: Bu aşama, lehim macununun eridiği ve yeniden akıtılabildiği zaman, yani sıcaklık en uygun seviyede olduğu zaman gerçekleşir. Düşük sıcaklık, lehim macunun erimesini engeller. Yüksek sıcaklık, yüzeye montaj teknolojisi (SMT) bileşenlerine zarar verir. Örneğin, yuvarlak ızgara dizisi (BGA) paketi, reflow lehimlemesi sırasında eritilmesi gereken birden çok lehim topu içerir. Lehim sıcaklığı uygun seviyeye ulaşmazsa, bu bilyalar düzensiz bir şekilde eritilebilir ve lehimleme işlemi oldukça zorlaşmış olur. Devre kartı reflow fırınına yerleştirildikten sonra lehim işlemi yapılır.

Soğutma: Bu işlem, lehim macununun sertleşmesini sağlar ve bileşenlerin sabitlenmesine yardımcı olur.

Özetle, reflow lehimleme, pedlere akı ve lehim uygulanarak başlar. PCB reflow fırınına yerleştirilir ve sıcaklık sayesinde lehim macunu eritilir. Bileşenlerin sabitlenmesi ve sıcaklığın düşmesi için PCB soğumaya bırakılır.

Reflow Lehimlemenin Avantajları

► Yüzey montaj teknolojisi (SMT) için uygundur.

► Çoğu üretici tarafından güvenilen ve onaylanmış bir işlem.

► Çok fazla gözetim gerektirmez.

► Daha az termal şok.

► PCB’nin belirli kısımlarında kullanıldığı için daha az malzeme harcanıyor.

Dalga Lehimleme

Dalga lehimleme, PCB endüstrisinde kullanılan bir diğer yaygın lehimleme çeşididir. Dalga lehimleme, PCB’leri, bir sıvı dalga yoluyla birleştirmek için kullanılır ve bu işle dalga lehimleme fırını içinde gerçekleşir. Sıvı genellikle çözünmüş kalaydır. Dalga lehimleme sayesinde aynı anda çok sayıda PCB lehimlenebilir.

► İlginizi Çekebilir: Lehim Yapma Sanatı

Dalga lehimleme işlemi dört adımdan oluşur.

Akı Püskürtme: Metal yüzeylerin temizliği, lehim performansını etkileyen en önemli unsurlardan biridir. Lehim akısı, lehimlemenin düzgün olması için oldukça önemlidir. Bu aşamada kartların üzerine akı püskürtülerek levhaların ve bileşenlerin metal yüzeylerindeki oksidin ortadan kaldırılması, termal işlem sırasında devre kartlarının ikincil oksidasyondan korunması ve lehim macununun yüzey geriliminin azaltılması sağlanır. Ayrıca bu işlem sayesinde ısı iletimi de gerçekleşmiş olur.

Ön Isıtma: Devre kartlarını uygun sıcaklığa getirmek ve akıyı etkinleştirebilmek için devre kartları ısı tünelinden geçirilir.

Lehimleme: Sıcaklık arttıkça lehim macunu kartın diğer tarafına doğru hareket eden sıvı dalga formuna gelir. Bu sayede bileşenler levhaya oturtulur.

Soğutma: Sıcaklık, lehimleme aşamasında zirveye ulaşır. Soğumaya bırakılarak soğutma işlemi gerçekleşir. Oda sıcaklığına kadar soğutulduktan sonra kart monte edilir.

Özetle, dalga lehimleme işlemi, lehimlenmesi gereken bileşenlere ve levhalara akı püskürtülmesiyle başlar. Daha sonra termal şokun engellenmesi için ön ısıtma gerçekleştirilir. Lehimleme aşamasında lehim dalga formunda ilerleyerek PCB üzerindeki bileşenleri lehimler. Ardından sıcaklık düşürülür ve lehim kalıcı olarak monte edilmiş olur.

Dalga Lehimlemenin Avantajları

► Delikli montaj teknolojisi (THT) için uygun.

► Uygun fiyatlı.

► Aynı anda çok sayıda PCB üretimi için uygun.

► Daha hızlı.

Dalga Lehimleme ve Reflow Lehimleme Arasındaki Farklar

Dalga lehimleme ve reflow lehimleme arasındaki temel fark, akı püskürtmeden kaynaklanır. Dalga lehimlemede akı püskürtme varken reflow lehimlemede yoktur. Akı, lehimlenecek yüzeyin ve bileşenin oksidasyona uğramasını engeller ve yüzey geriliminin azalmasında rol oynar. Reflow lehimlemede akı lehim macununun içinde olduğundan, akı içeriği uygun şekilde düzenlenmelidir. Genel olarak reflow lehimleme SMT montaji için en uygun lehimleme çeşidiyken, THT veya DIP için dalga lehimleme en iyi lehimleme çeşididir. Reflow lehimleme sıcak hava kullanırken, dalga lehimleme PCB’leri üretmek için lehim dalgasını kullanır.

► İlginizi Çekebilir: Bakır ve Alaşımları

Bu farklılıklar, üreteceğiniz PCB türünün maliyeti ve verimliliği üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Dalga lehimlemesi daha karmaşık ve dikkat gerektirse de, daha hızlı, daha ucuz ve birden fazla PCB’yi aynı anda üretebilme kapasitesine sahip olduğu için tercih edilebilir. Ancak reflow lehimleme daha basit ve SMT alanında çok avantajlı olduğu için yaygın bir şekilde kullanılıyor. Reflow lehimleme, PCB'leri seri üretmeyen üreticiler için mükemmel bir seçenektir.

Kaynak:

► allaboutcircuits.com
► techbriefs.com