রিফ্লো ওভেন সোল্ডারিং

রিফ্লো সোল্ডারিং হল সার্কিট বোর্ডে সারফেস মাউন্টের উপাদান সংযুক্ত করার সবচেয়ে সাধারণ পদ্ধতি, যদিও এটি সোল্ডার পেস্ট দিয়ে গর্তগুলি পূরণ করে এবং পেস্টের মধ্য দিয়ে কম্পোনেন্ট লিড ঢোকানোর মাধ্যমে থ্রু-হোল উপাদানগুলির জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।যেহেতু তরঙ্গ সোল্ডারিং সহজ এবং সস্তা হতে পারে, রিফ্লো সাধারণত বিশুদ্ধ থ্রু-হোল বোর্ডগুলিতে ব্যবহৃত হয় না।SMT এবং THT উপাদানের মিশ্রণ ধারণকারী বোর্ডে ব্যবহার করা হলে, থ্রু-হোল রিফ্লো ওয়েভ সোল্ডারিং ধাপকে সমাবেশ প্রক্রিয়া থেকে বাদ দেওয়ার অনুমতি দেয়, সম্ভাব্যভাবে সমাবেশ খরচ কমিয়ে দেয়।

রিফ্লো প্রক্রিয়ার লক্ষ্য হল সোল্ডার গলানো এবং বৈদ্যুতিক উপাদানগুলিকে অত্যধিক গরম এবং ক্ষতি না করে পার্শ্ববর্তী পৃষ্ঠগুলিকে গরম করা।প্রচলিত রিফ্লো সোল্ডারিং প্রক্রিয়ায় সাধারণত চারটি পর্যায় থাকে, যাকে "জোন" বলা হয়, প্রতিটিরই একটি স্বতন্ত্র তাপীয় প্রোফাইল থাকে: প্রিহিট, থার্মাল সোক (প্রায়শই শুধু ভেজানোর জন্য সংক্ষিপ্ত করা হয়), রিফ্লো এবং ঠান্ডা করা।

 

প্রিহিট জোন

সর্বাধিক ঢাল হল একটি তাপমাত্রা/সময় সম্পর্ক যা পরিমাপ করে যে প্রিন্ট করা সার্কিট বোর্ডের তাপমাত্রা কত দ্রুত পরিবর্তিত হয়।প্রিহিট জোন প্রায়ই জোনগুলির মধ্যে সবচেয়ে লম্বা হয় এবং প্রায়শই র‌্যাম্প-রেট স্থাপন করে।র‌্যাম্প-আপ রেট সাধারণত প্রতি সেকেন্ডে 1.0 °C এবং 3.0 °C এর মধ্যে থাকে, প্রায়শই প্রতি সেকেন্ডে 2.0 °C এবং 3.0 °C (4 °F থেকে 5 °F) এর মধ্যে পড়ে।যদি হার সর্বোচ্চ ঢাল অতিক্রম করে, তাপীয় শক বা ক্র্যাকিং থেকে উপাদানগুলির ক্ষতি হতে পারে।

সোল্ডার পেস্টের একটি স্প্যাটারিং প্রভাবও থাকতে পারে।প্রিহিট সেকশান হল যেখানে পেস্টের দ্রাবক বাষ্পীভূত হতে শুরু করে এবং যদি বৃদ্ধির হার (বা তাপমাত্রার স্তর) খুব কম হয়, তাহলে ফ্লাক্স উদ্বায়ীগুলির বাষ্পীভবন অসম্পূর্ণ।

 

থার্মাল সোক জোন

দ্বিতীয় বিভাগ, থার্মাল সোক, সাধারণত সোল্ডার পেস্টের উদ্বায়ী অপসারণের জন্য 60 থেকে 120 সেকেন্ডের এক্সপোজার এবং ফ্লাক্সের সক্রিয়করণ (ফ্লাক্স দেখুন), যেখানে ফ্লাক্স উপাদানগুলি কম্পোনেন্ট লিড এবং প্যাডগুলিতে অক্সিডার কমানো শুরু করে।খুব বেশি তাপমাত্রা সোল্ডার স্প্যাটারিং বা বলিংয়ের পাশাপাশি পেস্টের অক্সিডেশন, সংযুক্তি প্যাড এবং কম্পোনেন্টের সমাপ্তি ঘটাতে পারে।

একইভাবে, তাপমাত্রা খুব কম হলে ফ্লাক্সগুলি সম্পূর্ণরূপে সক্রিয় নাও হতে পারে।সোক জোনের শেষে রিফ্লো জোনের ঠিক আগে সমগ্র সমাবেশের একটি তাপীয় ভারসাম্য কামনা করা হয়।বিভিন্ন আকারের উপাদানগুলির মধ্যে বা যদি PCB সমাবেশ খুব বড় হয় তবে একটি ভিজিয়ে রাখা প্রোফাইলে যেকোন ডেল্টা টি কমানোর পরামর্শ দেওয়া হয়।এলাকা অ্যারে টাইপ প্যাকেজগুলিতে শূন্যতা কমাতে একটি ভিজানো প্রোফাইলও সুপারিশ করা হয়।

 

রিফ্লো জোন

তৃতীয় বিভাগ, রিফ্লো জোনকে "রিফ্লো উপরে সময়" বা "তরলের উপরে সময়" (TAL) হিসাবেও উল্লেখ করা হয়, এবং এটি সেই প্রক্রিয়ার অংশ যেখানে সর্বাধিক তাপমাত্রা পৌঁছে যায়।একটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচনা হল সর্বোচ্চ তাপমাত্রা, যা সমগ্র প্রক্রিয়ার সর্বোচ্চ অনুমোদিত তাপমাত্রা।একটি সাধারণ সর্বোচ্চ তাপমাত্রা তরল পদার্থের উপরে 20-40 °সে। এই সীমা উচ্চ তাপমাত্রার জন্য সর্বনিম্ন সহনশীলতা সহ সমাবেশের উপাদান দ্বারা নির্ধারিত হয় (উপাদানটি তাপীয় ক্ষতির জন্য সবচেয়ে সংবেদনশীল)।একটি আদর্শ নির্দেশিকা হল সর্বাধিক তাপমাত্রা থেকে 5 °C বিয়োগ করা যা সবচেয়ে দুর্বল উপাদান প্রক্রিয়ার জন্য সর্বোচ্চ তাপমাত্রায় পৌঁছানোর জন্য টিকিয়ে রাখতে পারে।এই সীমা অতিক্রম করা থেকে রক্ষা করার জন্য প্রক্রিয়া তাপমাত্রা নিরীক্ষণ করা গুরুত্বপূর্ণ।

উপরন্তু, উচ্চ তাপমাত্রা (260 °C এর বেশি) SMT উপাদানগুলির অভ্যন্তরীণ ডাইয়ের ক্ষতির পাশাপাশি আন্তঃধাতু বৃদ্ধির কারণ হতে পারে।বিপরীতভাবে, যে তাপমাত্রা যথেষ্ট গরম নয় তা পেস্টটিকে পর্যাপ্তভাবে প্রবাহিত হতে বাধা দিতে পারে।

লিকুইডাসের উপরে সময় (TAL), বা রিফ্লো-এর উপরে সময়, সোল্ডার কতক্ষণ তরল তা পরিমাপ করে।ফ্লাক্স ধাতুর মোড়কে ধাতব বন্ধন সম্পন্ন করার জন্য পৃষ্ঠের উত্তেজনা হ্রাস করে, যা পৃথক সোল্ডার পাউডার গোলকগুলিকে একত্রিত করতে দেয়।যদি প্রোফাইলের সময় প্রস্তুতকারকের স্পেসিফিকেশন অতিক্রম করে, ফলাফল হতে পারে অকাল প্রবাহ সক্রিয়করণ বা ব্যবহার, কার্যকরভাবে সোল্ডার জয়েন্ট গঠনের আগে পেস্টকে "শুকানো"।একটি অপর্যাপ্ত সময়/তাপমাত্রার সম্পর্ক ফ্লাক্সের পরিষ্কারের ক্রিয়াকে হ্রাস করে, যার ফলে দুর্বল ভেজা, দ্রাবক এবং ফ্লাক্সের অপর্যাপ্ত অপসারণ এবং সম্ভবত ত্রুটিপূর্ণ সোল্ডার জয়েন্টগুলি।

বিশেষজ্ঞরা সাধারণত সম্ভাব্য সর্বনিম্ন TAL সুপারিশ করেন, তবে, বেশিরভাগ পেস্টে ন্যূনতম 30 সেকেন্ডের TAL উল্লেখ করা হয়, যদিও সেই নির্দিষ্ট সময়ের জন্য কোন স্পষ্ট কারণ নেই বলে মনে হয়।একটি সম্ভাবনা হল যে PCB-তে এমন জায়গা রয়েছে যেগুলি প্রোফাইলিংয়ের সময় পরিমাপ করা হয় না, এবং সেইজন্য, ন্যূনতম অনুমোদিত সময় 30 সেকেন্ডে সেট করা একটি অপরিমাপিত অঞ্চলটি প্রবাহিত না হওয়ার সম্ভাবনাকে হ্রাস করে।একটি উচ্চ ন্যূনতম রিফ্লো সময় ওভেনের তাপমাত্রা পরিবর্তনের বিরুদ্ধে নিরাপত্তার মার্জিন প্রদান করে।ভেজানোর সময় আদর্শভাবে তরল থেকে 60 সেকেন্ডের নিচে থাকে।লিকুইডাসের উপরে অতিরিক্ত সময় অত্যধিক আন্তঃধাতু বৃদ্ধির কারণ হতে পারে, যা জয়েন্টের ভঙ্গুরতা হতে পারে।বোর্ড এবং উপাদানগুলিও লিকুইডাসের উপর বর্ধিত সময়ে ক্ষতিগ্রস্থ হতে পারে, এবং বেশিরভাগ উপাদানগুলির একটি নির্দিষ্ট সময়সীমা রয়েছে যে কতক্ষণ তারা নির্দিষ্ট সর্বোচ্চ তাপমাত্রার সংস্পর্শে থাকতে পারে।

লিকুইডাসের উপরে খুব কম সময় দ্রাবক এবং ফ্লাক্স আটকে দিতে পারে এবং ঠান্ডা বা নিস্তেজ জয়েন্টগুলির পাশাপাশি সোল্ডার শূন্যতার সম্ভাবনা তৈরি করতে পারে।

 

কুলিং জোন

শেষ জোনটি একটি শীতল অঞ্চল যা প্রক্রিয়াকৃত বোর্ডকে ধীরে ধীরে ঠান্ডা করে এবং সোল্ডার জয়েন্টগুলিকে শক্ত করে।সঠিক শীতলতা উপাদানগুলির অতিরিক্ত আন্তঃধাতু গঠন বা তাপীয় শককে বাধা দেয়।শীতল অঞ্চলের সাধারণ তাপমাত্রা 30-100 °C (86-212 °F) থেকে থাকে।একটি সূক্ষ্ম শস্য কাঠামো তৈরি করতে একটি দ্রুত শীতল হার বেছে নেওয়া হয় যা সবচেয়ে যান্ত্রিকভাবে শব্দ।

[১] সর্বোচ্চ র‌্যাম্প-আপ রেট থেকে ভিন্ন, র‌্যাম্প-ডাউন রেট প্রায়ই উপেক্ষা করা হয়।এটা হতে পারে যে নির্দিষ্ট তাপমাত্রার উপরে র‌্যাম্প রেট কম গুরুত্বপূর্ণ, তবে, উপাদানটি গরম বা শীতল হচ্ছে কিনা তা যেকোনো উপাদানের জন্য সর্বাধিক অনুমোদিত ঢাল প্রয়োগ করা উচিত।4°C/s একটি শীতল হার সাধারণত প্রস্তাবিত হয়।প্রক্রিয়া ফলাফল বিশ্লেষণ করার সময় এটি বিবেচনা করার একটি পরামিতি।

"রিফ্লো" শব্দটি সেই তাপমাত্রাকে বোঝাতে ব্যবহৃত হয় যার উপরে সোল্ডার অ্যালয়ের একটি কঠিন ভর গলে যাওয়া নিশ্চিত (নিছক নরম করার বিপরীতে)।এই তাপমাত্রার নিচে ঠান্ডা হলে সোল্ডার প্রবাহিত হবে না।এটির উপরে আরও একবার উষ্ণ হলে, সোল্ডারটি আবার প্রবাহিত হবে - তাই "পুনরায় প্রবাহিত"।

রিফ্লো সোল্ডারিং ব্যবহার করে এমন আধুনিক সার্কিট অ্যাসেম্বলি কৌশলগুলি অগত্যা সোল্ডারকে একবারের বেশি প্রবাহিত হতে দেয় না।তারা গ্যারান্টি দেয় যে সোল্ডার পেস্টে থাকা দানাদার সোল্ডার জড়িত সোল্ডারের রিফ্লো তাপমাত্রাকে ছাড়িয়ে যায়।

থার্মাল প্রোফাইলিং