En son yazıda sözünü ettiğim osiloskobum geldi. Devrede SMD elemanlar kullanıldığından giriş olarak bu yazıda ağırlıklı SMD (yada SMT) elemanlardan bahsedip bunları lehimlemeyle ilgili öğrendiklerimi paylaşacağım. Baştan söylemeliyim ki SMD lehimlemeyi ben de yeni öğrendiğimden burada anlatacaklarım, "bu böyle yapılır"dan daha çok "ben böyle yaptım" şeklinde olacak. Yazı iki parça olacak. Osiloskopla ilgili asıl kısmı ikinci bölümde anlatmayı düşünüyorum.
Öncelikle nedir bu SMD?
SMD, Surface Mount Device'in kısaltmasıdır. Kısaltma SMT olarak geçiyorsa, Surface Mount Technology anlamına gelir. Yandaki fotoğrafta sol üstteki kondansatör dışındaki elemanlar SMD elemanlardır. Eski tür elemanlar baskı devreyi delmeyi gerektirdiğinden Through Hole Technology olarak adlandırılır. SMT demek daha doğru ama ben ilk öğrendiğimde SMD olarak öğrendiğim için maalesef o şekilde kaldı.
SMD elemanların delmeli elemanlara göre bir çok avantajı var. Her iki tarafta delik gerekmediğinden çift taraflı yada katmanlı baskı devrelerde yolları deliklerin çevresinden geçirmeye gerek kalmıyor. Delik sayısı azaldığından üretim süreci kolaylaşıyor. Ve en önemlisi daha küçükler. Böylelikle baskı devrede birim alandaki eleman sayısı arttırılıyor.
SMT'leri baskı devreye lehimlemek biraz ustalık gerektiriyor. SMT'yle ilgili bir belgeyi bir kaç yıl önce MEGEP'ten (Meslek Lise'leri için eğitim belgeleri) indirip okumuştum. Belgeye ulaşmak için Modüller -> Bilişim Teknolojileri -> Elektronik Uygulamaları altında "SMD Elemanlar ve Çipsetler" bağlantısı yada doğrudan bağlantı kullanılabilir. Bu belgede oldukça detaylı bir anlatım var. Cımbız havyalardan ve çipset lehimlemek için olan dörtgen uçlara kadar bahsediyor. Ama evde sürekli SMD'lerle uğraşmadıkça yada cep telefonu tamir etmiyorsak evde bu kadar ayrıntılı parçalara sahip olmak biraz fazla kaçıyor. Ben bu belgede bahsedilen devreyi baskı devre üzerinde çizip normal lehim havyası ve teliyle lehimleyerek öğrenmeye çalıştım. Aynı devrenin hem THT hem de SMT olarak kurdum ama SMT'de transistörü lehimlerken yaktığımdan çalıştıramadım. THT olan çok da güzel çalışıyor. Uzun lafın kısası belgedeki aletler gözünüzü korkutmasın, normal lehim aletleriyle de birçok şey yapılabiliyor.
 |
| THT baskı devre |
Baskı devrelerin çizimleri yanda. Elimden geldiği kadar parçaların ne olduklarını yazmaya çalıştım. Ancak hepsini yazınca çok karışık olacaktı. Zaten devrede az eleman var ve şeması da MEGEP'teki belgede bulunduğundan baskı devredeki eksikleri çıkarmak kolay olacaktır. Çizimlerin yanında milimetre cinsinden ölçülerini verdim. İlkinin SMT ile ilgisi olmadığından çok üzerinde durmayacağım. SMT olanını lehimlerken iki farklı teknikten yararlandım. Biri, belgede de anlatılan, "pad'e bir miktar lehim bırak, cımbızla sabitleyip havyayla bastır" tekniği. Diğeri de "lehim telinden çok ufak bir parça kes parçanın bacağına koy, havyayı değdir" tekniği. Lehim teli 1.5mm kalın olunca bazı parçalar için, kesilen ne kadar küçük bir parça olsa da lehim fazla kaçabiliyor. SMD lehimlemek için 0.5mm incelikte lehim telleri satılıyor. Hatta bunlardan bazılarının içinde fluks da olabiliyor. İlk defasında lehim için normal cımbız kullandım ama bunu normalde yapmamak gerek. Birincisi normal cımbız, SMD eleman için büyük kalıyor. İkinci olarak cımbız iletken olduğundan vücuttaki statik elektriği parçaya iletiyor. Pasif elemanlarda belki sorun olmaz ama aktif elemanlarda olacaktır. Özellikle entegre boyutları da küçüldüğünden elektrostatik yüke daha hassas olabiliyorlar. Lehimlemek için kendi 40W havyamı kullandım ama havya ucunun çok temiz olması gerekli. Ucu kütleşmişse değiştirmek yerinde olur. Ben havya ucunu temizlemek için hem bakır tel hem de sünger kullanıyorum. THT'leri lehimlerken 3-4 elemanda bir kere temizleme ihtiyacı hissederken SMD'ler için bu her bacakta yada her iki bacakta bir kereye kadar inebiliyor.
Basit parçaları lehimlemek için fazla alete ihtiyaç yok ama elbette bunlarla yapılacaklar sınırlı. Bir de aletlere ne kadar yatırım yaparsanız elinizden çıkan iş o kadar pratik ve güzel olur. Normal havya ile de SOIC lehimlemek olanaklı ama çok fazla bacağı olan bir entegre için sıcak hava ve krem lehimin sağladığı kolaylık inanılmaz olabilir. Veya fluksu kavanozdan alıp fırçayla uygulamak yerine ikinci videodaki gibi bir kalem kullanmak yine büyük kolaylık sağlar. Fluks denen madde bildiğimiz lehim pastası gibi lehim yaparken özellikle de bacakları biribirine çok yakın elemanları lehimlerken sürülürse sıcak lehimin bakırı ıslatıp ona tutunmasını arttırıyor. Bir yandan da bakırsız boş plaket üzerinde lehim kolaylıkla tutunamıyor. Entegreleri lehimlerken köprü oluşaması için fluks kullanımı gerekli. Belki bu ifade biraz hatalı, fluks kullanmadan da entegre lehimlenebilir ama kullanılırsa hata yapma olasılık bir hayli azalıyor. Krem lehimse fluks ve lehim tozunun karışımı. İkinci videoda görüleceği üzere lehim yapana büyük kolaylık sağlıyor.
Son olarak bir de BGA'lardan (Ball grid array) ve lehim toplarından bahsedeceğim. BGA entegrelerin bacaklarında bakır teller yerine altında bakır oyuklar bulunur. Eski Pentium'ların bacaklarının kesilmişine benzer. Baskı devreye lehimleneceği yerlerde de yalnızca pad'ler bulunur. Wikipedia'daki fotoğraf oldukça açıklayıcı. Bunlar baskı devreye lehimlenirken eğer bacaklarda lehim topları bulunmuyorsa dışarda satılan lehim topları pad'lere dizilir. Piyasada BGA'lar için özel çıkarılmış bacak şablonları da bulunuyor. Daha sonra entegre altından sıcak hava tabancasıyla ısıtılır veya fırına sokulur. Toplar eriyip alt taraftaki pad'lerle birleşir.
Bütün bu süreçle ilgili şu video biraz uzun ama açıklayıcı. Bu videoda önce entegrenin lehimlenecek tarafına fluks sürülüp sonra lehim temizleme fitiliyle eski lehimleri temizleniyor. Sonrasında tel lehimle bacakların üzerinden geçerek uçları bir miktar lehimle kaplanıyor. Aynı işlem baskı devre için tekrarlandıktan sonra beşinci dakikada bacak şablonu yerleştiriliyor. Sonrasında lehim topları dökülüp şablona oturtuluyor. Sıcak hava uygulanarak topların bacaklara yapışması sağlanıyor. Son olarak entegre anakart üzerine konup üzerinden tekrar sıcak hava uygulandığında alttaki toplar eriyip entegreyi anakarta yapıştırıyorlar. Videonun geri kalanında lehimlemeyle ilgili başka birşey bulunmuyor.
SMD lehimlemede ustalaşmak için izlediğim yol, öncelikle video izleyerek ustalarının bu işi nasıl yaptıklarını incelemek oldu. Sonra ufak ve basit devrelerle, SMD elemanları kendim lehimlemeye çalışarak teoriden pratiğe geçtim. Bu arada pratik için yine DealExtreme reklamı yapacağım ama SMD lehim uygulama kiti adıyla SMD parçaları ve boş plaketi satıyorlar. İlk önce bununla çalışmak da yararlı olabilir. Ve bu konuda hala çok başarılı değilim. Bir sonraki yazıda anlatacağım osiloskop devresi de aslında pratik yaparak kendimi geliştirmeye çalıştığım başka bir devre oldu.
