Herhangi bir PCBA'da (Baskılı Devre Kartı Montajı), lehim bağlantıları önemli bir rol oynar; yalnızca bileşenler ve devre kartı arasında elektrik bağlantıları olarak değil, aynı zamanda fiziksel destekler olarak da hizmet ederler. Lehimleme kalitesinin PCBA işlevselliğinin ve güvenilirliğinin temel taşı olduğunu söylemek abartı olmaz. Lehimleme, PCBA üretimindeki en temel ve kritik süreçlerden biridir ve kalitesi doğrudan PCBA'nın düzgün çalışıp çalışmayacağını belirler. Ancak lehimleme işlemi sırasında çeşitli faktörler, PCBA testi sırasında belirlenen en yaygın sorunlardan biri olan kusurlara yol açabilir. Bu nedenle, PCBA test sisteminde, lehimleme kalitesinin denetimi ve yönetimi ürün kalitesinin sağlanması için önemlidir.

PCBA testi neden lehimleme kalitesine bu kadar önem veriyor? Bu, lehimleme kusurlarının PCBA performansı ve güvenilirliği üzerindeki doğrudan etkisinden kaynaklanmaktadır:

Bağlantı Hatası (Soğuk Lehim Bağlantısı/Açık Devre): Lehim bağlantıları etkili elektrik bağlantıları oluşturamaz ve devre arızasına yol açar.

İstenmeyen Bağlantı (Lehim Köprülemesi/Kısa Devre): Lehim köprüleri farklı lehim bağlantıları veya izleri arasında oluşur ve bileşenlere zarar verebilecek veya işlevsel hatalara yol açabilecek kısa devrelere neden olur.

Zayıf Bağlantı (Soğuk Lehim/Yetersiz Lehim): Zayıf lehim bağlantıları veya aşırı direnç, sinyal zayıflamasına, dengesiz bağlantılara veya hatta titreşim veya sıcaklık değişiklikleri altında kırılmalara neden olabilir.

Dahili Lehim Kusurları (Boşluklar): Özellikle BGA paketlerinin lehim bilyelerinde boşluklar mekanik mukavemeti ve termal performansı tehlikeye atarak gizli riskler yaratabilir.

Azalmış Güvenilirlik: Lehim kusurları, erken PCBA arızalarının veya çalışma sırasında aralıklı sorunların birincil nedenidir.

Bu lehim kusurlarını tespit etmek PCBA testinin birincil hedeflerinden biridir. Lehimlemenin kalitesi doğrudan PCBA üretimi sırasında lehimleme işleminin kontrol seviyesi tarafından belirlenir. Bu nedenle, lehimleme kalite denetimi PCBA testinin birden fazla aşamasına entegre edilmiştir.

PCBA'daki lehimleme kalitesini denetlemek için, genellikle aşağıdaki test veya denetleme yöntemlerinden biri veya birkaçı kullanılır:

Lehim Macunu Denetimi (SPI): Lehim macunu baskısından sonra ancak bileşen yerleştirmeden önce gerçekleştirilir. SPI, lehim macununun hacmini, şeklini, konumunu ve kalınlığını denetler. Lehimleme kusurlarının çoğu kötü lehim macunu baskısından kaynaklandığından, SPI PCBA üretimi sırasında lehimleme kusurlarını önlemede kritik bir ilk adımdır.

Otomatik Optik Denetim (AOI): Reflow lehimlemeden sonra gerçekleştirilir. AOI, PCBA görüntülerini yakalamak için yüksek hızlı kameralar kullanır ve lehim eklemi görünümünü ve bileşen yerleşimini denetlemek için algoritmalar kullanır (örneğin, polarite, konum, eksik bileşenler veya yanlış hizalama). Aşırı/yetersiz lehim, köprüleme veya soğuk lehim eklemleri (bazen anormal lehim eklemi morfolojisi olarak ortaya çıkar) gibi sorunları tespit edebilir. AOI, PCBA üretimi sonrası lehimleme kusurlarının toplu denetimi için etkili bir yöntemdir.

X-ışını İncelemesi: Lehim bağlantılarının bileşenlerin altında gizlendiği BGA ve QFN gibi paketler için gereklidir. X-ışını incelemesi, lehim bilyesi şeklini, iç boşlukları, köprülemeyi ve pim lehimleme koşullarını incelemek için bileşenleri "görebilir". Görünmez lehimleme kusurlarını tespit etmek için benzersiz avantajlar sunar ve genellikle yüksek güvenilirlikli veya karmaşık PCBA üretiminde kullanılır.

Devre İçi Test (ICT): Açık/kısa devre testleri gerçekleştirmek ve bileşenlerin elektriksel parametrelerini ölçmek için PCBA üzerindeki test noktalarına temas etmek için problar kullanır. ICT, lehim köprülemesinden kaynaklanan kısa devreleri ve soğuk lehim bağlantılarından veya eksik lehimden kaynaklanan açıkları etkili bir şekilde belirler. PCBA üretiminden kaynaklanan bağlantıların doğruluğunu elektriksel olarak doğrular.

İşlevsel Test (FCT): Gerçek dünya çalışma koşullarını ve giriş sinyallerini simüle ederek PCBA işlevselliğini doğrular. Bazı soğuk lehim bağlantıları veya zayıf bağlantılar statik veya oda sıcaklığındaki testlerde normal görünebilir ancak güç, ısı veya titreşim altında FCT sırasında aralıklı arızalar veya arızalar olarak ortaya çıkabilir. FCT, lehimleme kalitesinin neden olduğu bu tür gizli işlevsel sorunları ortaya çıkarmaya yardımcı olur.

Manuel Görsel İnceleme: Daha az verimli ve insan faktörlerine tabi olsa da, deneyimli müfettişler kritik veya karmaşık alanlardaki belirli lehimleme kusurlarını belirleyebilir ve otomatik incelemelere ek olarak hizmet edebilir.

Lehimleme kalitesi sorunlarını tespit etmek yalnızca ilk adımdır; etkili yönetim ve sürekli iyileştirme, tekrarı azaltmak için çok önemlidir:

Doğru Kusur Kaydı ve Sınıflandırması: Kusur türlerini, yerlerini, miktarlarını ve tespit aşamalarını (AOI, X-ışını, ICT, FCT, vb.) belgelemek için ayrıntılı bir kusur veritabanı oluşturun. Uygun sınıflandırma, sonraki analize yardımcı olur.

Standartlaştırılmış Yeniden İşleme ve Yeniden Test Etme: Tespit edilen lehimleme kusurlarını profesyonelce yeniden işleyin. Yeniden işleme süreci, ikincil hasarı önlemek için uygun araçlar ve malzemeler kullanılarak kesinlikle özelliklere uymalıdır. Yeniden işlenen PCBA'lar, çözümü ve yeni sorunların olmadığını doğrulamak için yeniden test edilmelidir.

Kök Neden Analizi (RCA): Gerçek nedenlerini belirlemek için yüksek frekanslı veya kritik lehimleme kusurlarının derinlemesine analizini gerçekleştirin. Bu, lehim macunu baskı parametreleri, alma ve yerleştirme makinesi doğruluğu, yeniden akış sıcaklık profilleri, akı aktivitesi, ped tasarımı, PCB kalitesi veya hatta PCBA üretimi sırasında operatör uyumluluğunu içerebilir.

İşlem Kontrolü ve Optimizasyonu: RCA bulgularına dayanarak, PCBA üretim parametrelerini ayarlayın, ekipmanı koruyun, işlemleri iyileştirin ve eğitimi geliştirin. Örneğin, boşlukları azaltmak için yeniden akış fırını sıcaklık profillerini optimize edin, köprüleme veya yetersiz lehimi ele almak için lehim macunu baskısı için şablon tasarımını iyileştirin veya kusur tespit oranlarını iyileştirmek için AOI inceleme kriterlerini sıkılaştırın.

Veri Analizi ve Geri Bildirim Döngüsü: Trend analizi, verim istatistikleri ve arıza modu analizi için birikmiş test ve inceleme verilerinden yararlanın. Ar-Ge, tasarım ve üretim mühendisliği ekiplerine zamanında geri bildirim, lehimleme kalitesi sorunlarını kaynağında ele alan sürekli iyileştirme için kapalı devre bir sistem oluşturur.

Lehimleme kalitesi, PCBA güvenilirliğinin can damarıdır ve titiz denetimi ve yönetimi PCBA test sisteminin merkezinde yer alır. PCBA üretiminin çeşitli aşamalarında SPI, AOI, X-ışını ve diğer inceleme yöntemlerini kullanarak, elektriksel işlevselliği doğrulamak için ICT ve FCT ile birleştirerek, kusurlar etkili bir şekilde tespit edilebilir. Daha da önemlisi, belirlenen sorunların temel neden analizi ve verilerin üretim sürecine geri bildirimi, sürekli iyileştirmeyi mümkün kılar. Yalnızca gelişmiş inceleme teknolojilerini bilimsel yönetim yöntemleriyle entegre ederek yüksek performanslı ve son derece güvenilir PCBA ürünleri üretilebilir.