Smd Dizgi Süreçleri - Kısa Devre

SMT Proseslerinde Kısa Devre İncelemesi

SMT proseslerinde karşılaşılan problemlerin başında gelen Kısa Devre probleminin birçok nedeniolmakla birlikte bu inceleme yazımda sizlere faydalı olmasını ümit ederek aşağıda başlıca nedenlerini açıklamaya çalışacağım.

Kısa devre problemi, SMT proseslerinde kalitenin toplamda %60 - %70 gibi bir kısmında rolü olan

Screen Printer makinasında kaynaklanma olasılığı bulunmaktadır.

Screen Printer makinasında oluşabilecek problemleri aşağıda madde madde açıklamaya
çalışacağım.


1- Screen Printer Makinasında Offset Kayıklığı

Offset kısaca, Stencil ile PCB hizalaması olarak nitelenebilir. Makina çalışma sırasında 

Stencil ile PCB üzerinde bulunan Fidicual’lerin makine kamerası tarafından okunup

Stencil ve PCB’nin o anki koordinat bilgilerinin makina tarafından işlenip, hizalanıp

baskı prosesinin gerçekleşmesi ile krem lehim PCB yüzeyine sürülür.





                                                                Resim-1


Örnek bir kısa devre resmi yukarıda gösterilmiştir (Resim-1).



Screen Printer makinasında kısa devre problemi görülmesi durumunda Krem lehim
kayıklığının PCB üzerindeki X, Y ve Theta değerleri gözlemlenip makina parametrelerinden
offset değeri verilerek Krem lehimin PCB üzerindeki pedleri tam olarak ortalayacak şekilde
ayarlanmalıdır.





                                                                    Resim-2


Yukarıdaki resimde (Resim-2) Stencil ile PCB hizalaması, olması gibi ayarlanmış, doğru 

offset değerleri ile basılmış bir örnektir.

Bazı işletmelerde Krem Lehim baskı prosesi Manuel ya da Yarı otomatik makinalarda
yapılmaktadır. Bu durumda elle ayarlama yapılmalıdır.


2- Stencil Kirliliği

Stencil kirliliğini kısaca dört alt madde ile inceleyecek olursak.

- A- Stencil ile PCB örtüşmesinde boşluk var
- B- Stencil temizleme kâğıdı kirli
- C- IPA bitmiş
- D- PCB support pinleri - blokları yetersiz ya da hatalı yerleştirilmiş


A- Krem lehim baskısı sırasında Stencil ile PCB arasında oluşmuş olan boşluktan 

krem lehim sızma yaparak kısa devreye neden olur.

Bu durumda baskı parametreleri kontrol edilerek Stencil ile PCB’nin örtüşmesi sağlanmalı.

B- Stencil temizleme sayısı makina parametrelerinde aktif edilmemişse mutlaka aktif edilmelidir.
Temizleme sayısı en ideal şekilde makina parametrelerine girilmelidir. Bu değer, temizleme
sonrası basılan PCB’ler makine çıkışı gözlemlenip tespit edilen ilk problemli kart sayınının
altında bir sayı olmalıdır.

Eğer Manual ya da Yarı otomatik baskı makinası kullanılıyorsa düzenli olarak stencil alt
temizliği yapılmalıdır. Herhangi bir problem görülmemesi durumunda Stencil temizleme kâğıdı değiştirilmelidir.

C- Screen Printer makinasında kullanılan IPA bitmesi, IPA algılama sensörü IPA’yı 

algılamaması, IPA pompasında problem olması durumunda ya da IPA ile temizlik,

makine parametrelerinde aktif edilmemişse yine kısa devre problemi yaşanması olasıdır.

Makina çalışma süresi boyunca gün içerisinde yüzlerce kez baskı yapar. Stencil alt temizliği

kuru yapıldığında lehim topları zamanla stencil altında bir tabaka oluşturup kısa devre

problemine neden olabilir.

D- Screen Printer makinasında PCB support pin ya da blokları, baskı sırasında PCB’nin
esnemesine neden olmayacak şekilde yeterli miktarda kullanılmalıdır. Yetersiz ya da 

hatalı Pin.

– Blok yerleşimi, baskı sırasında PCB’nin esnemesine neden olup krem lehimin PCB

yüzeyine yayılıp kısa devre problemine neden olabilir.

3- Lehim Miktarı Fazla

A- Stencil ile PCB örtüşmesinde boşluk olası durumunda PCB üzerindeki pede bırakılan

lehim miktarı artacak ve kısa devre ile neticelenecektir. Bu durumda baskı parametreleri

kontrol edilerek Stencil ile PCB’nin örtüşmesi sağlanmalıdır.

B- Bazı Screen Printer makinalarında Squeegee baskı sayısı birden fazla girilebilmektedir.

Birden fazla baskı sayısı fine pitch komponentlerde krem lehimin yayılıp kısa devreye

neden olabilmektedir. Bu durumda Squeegee baskı sayısı mutlaka kontrol edilip sayı 1

olarak girilmelidir.

4- Stencil Kaynaklı

Kullanılan stencilde kullanıma bağlı olarak bazen deformasyon oluşabilmektedir. Oluşan

bu deformasyon özellikle fine pitch komponentlerde kısa devre problemine neden

olabilmektedir. Böyle bir stencil kullanım dışı bırakılarak yeni bir stencil ile üretim

yapılmalıdır.


5- Frame Kaynaklı

Bazı işletmeler Yaprak stencil kullanmakta olup bu stencillerin mekanik gerdirmeli

ya da havagerdirmeli Frame’leri zaman içerisinde bozulmaktadır. Problemli Frame 

kullanımı, stencil gerginliğinin istenenden az olmasına hatta stencilin esnemesine 

ve kısa devre problemine nedenolacaktır.

Bu durumda Frame onarılmalı ya da değiştirilmelidir.

Yukarıda kısaca açıklamaya çalıştığım maddeler Screen Printer kaynaklı problemlerdi.
Aşağıda ise Chip Shooter makinası kaynaklı problemleri kısaca açıklamaya çalışacağım.


6- Dizgi Koordinatları Hatalı

Dizgi koordinatlarının chip shooter makinasında hatalı girilmesi durumunda dizilecek

komponent bacaklarının PCB üzerindeki pedlerden bir kaçını kısa devre edecek şekilde

dizilmesine ve kısa devre problemine neden olacaktır (Resim-3).




                                                                            Resim-3

Bu durum tespit edildiğinde Chip shooter makinasında ilgili komponent koordinatları

olması gerektiği gibi girilmelidir.


7- Chip Shooter Makinası Dizgi Kalibrasyonu Problemli

Chip shooter makinalarında üretim sürelerine bağlı olarak periyodik kalibrasyonlar 

yapılmalıdır. Bu kalibrasyonlardan birisi de Dizgi kalibrasyonudur. Kalibrasyon kaçıklığı,

Kalibrasyon farkı olan miktar kadar dizgiye yansıyacak ve dolayısı ile kısa devre gibi

problemlere neden olacaktır. Bu problem, makinada dizilen tüm komponentlerin

aynı miktarda kayık dizilmesi ile tespit edilebilir. Ancak bu aynı miktarda olan kayık

dizgi problemi sadece dizgi  kalibrasyonu kaynaklı değildir. Fiducial kaynaklı bir problem

de aynı şekilde sonuca neden olabilir.

Yapılması gereken kalibrasyonlar periyodik olarak yapılmalı ve aksatılmamalıdır.


8- Nozzle Deforme Olmuş

Zamanla kullanıma bağlı olarak deforme olmuş olan bir nozzle komponentleri istenildiği

şekilde vakumlayamayıp dizgi sırasında komponentin kayık dizgisine neden olabilmektedir.
Deforme olmuş bir nozzle kesinlikle kullanılmamalı ve yeni bir nozzle ile değiştirilmelidir.


9- Nozzle Kirli

Çalışma süresi boyunca nozzle vakumlama kanalları zamanla kirlenmektedir. Bu durum
makinanın yetersiz vakum değeri ile komponenti tutmasından kaynaklı kayık dizgiye neden
olabilmektedir.
Periyodik olarak yapılması gereken nozzle temizlikleri yapılmalı ve aksatılmamalıdır.


10- Nozzle / Head Filtreleri Kirli

Filtre kirliliği de yukarıda anlatılan nozzle kirliliği ile aynı probleme neden olmaktadır. 

Yetersiz vakumlama nedeni ile komponent kayık dizilip kısa devreye neden olabilmektedir.
Periyodik olarak Nozzle / Head filtreleri değiştirilmelidir.


11- PCB Support Pinleri Eksik Ya da Hatalı Yerleştirilmiş

Support pinlerin Chip Shooter makinasına eksik ya da hatalı yerleşimi dizgi sırasında

PCB’de titreşimlere / salınımlara neden olmasına ve dizilen komponentlerin kaymasına

neden olarak kısa devre ile neticelenmesine neden olur.

Yukarıda kısa anlatımlarla Screen Printer ve Chip Shooter makinasında oluşan problemlerin

kısa devre hatasına neden olmasını anlatmaya çalıştım.

Bunların haricinde SMT proseslerinde Reflow kaynaklıda kısa devre problemleri 

oluşabilmektedir. Bir kısa devre problemi yaşıyorsanız ve yukarıda anlatılan maddelerden

herhangi biri ile karşılaşmamışsanız muhtemelen reflow prosesinden kaynaklanabilir.


Kullandığınız krem lehim üreticisinin önerdiği ısı profilini kullandığınızdan emin olun

ve yeni bir ısı profili alın.


Yukarıda kısaca anlatmaya çalıştığım kısa devre problemi için umarım faydalı olacağı

dileği ile problemsiz üretimler dilerim.




Saygılarımla.

Selçuk CESUR