રિફ્લો સોલ્ડરિંગ એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં સોલ્ડર પેસ્ટ (પાઉડર સોલ્ડર અને ફ્લક્સનું સ્ટીકી મિશ્રણ) નો ઉપયોગ અસ્થાયી રૂપે એક અથવા ઘણા વિદ્યુત ઘટકોને તેમના સંપર્ક પેડ્સ સાથે જોડવા માટે કરવામાં આવે છે, ત્યારબાદ સમગ્ર એસેમ્બલી નિયંત્રિત ગરમીને આધિન થાય છે, જે સોલ્ડરને પીગળે છે. , સંયુક્તને કાયમી રૂપે જોડે છે.રીફ્લો ઓવન દ્વારા અથવા ઇન્ફ્રારેડ લેમ્પ હેઠળ એસેમ્બલી પસાર કરીને અથવા હોટ એર પેન્સિલ વડે વ્યક્તિગત સાંધાને સોલ્ડર કરીને હીટિંગ કરી શકાય છે.
રિફ્લો સોલ્ડરિંગ એ સર્કિટ બોર્ડમાં સપાટીના માઉન્ટ ઘટકોને જોડવાની સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ છે, જો કે તેનો ઉપયોગ સોલ્ડર પેસ્ટથી છિદ્રોને ભરીને અને પેસ્ટ દ્વારા ઘટક લીડ્સ દાખલ કરીને થ્રુ-હોલ ઘટકો માટે પણ થઈ શકે છે.કારણ કે વેવ સોલ્ડરિંગ સરળ અને સસ્તું હોઈ શકે છે, રિફ્લોનો સામાન્ય રીતે શુદ્ધ થ્રુ-હોલ બોર્ડ પર ઉપયોગ થતો નથી.જ્યારે SMT અને THT ઘટકોના મિશ્રણવાળા બોર્ડ પર ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે થ્રુ-હોલ રિફ્લો એસેમ્બલી પ્રક્રિયામાંથી વેવ સોલ્ડરિંગ સ્ટેપને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે, સંભવિત રીતે એસેમ્બલી ખર્ચમાં ઘટાડો કરે છે.
રિફ્લો પ્રક્રિયાનો ધ્યેય વિદ્યુત ઘટકોને વધુ ગરમ કર્યા વિના અને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના, સોલ્ડરને ઓગાળવાનો અને નજીકની સપાટીને ગરમ કરવાનો છે.પરંપરાગત રિફ્લો સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયામાં, સામાન્ય રીતે ચાર તબક્કાઓ હોય છે, જેને "ઝોન" કહેવાય છે, દરેકમાં એક અલગ થર્મલ પ્રોફાઇલ હોય છે: પ્રીહિટ, થર્મલ સોક (ઘણી વખત માત્ર સોક કરવા માટે ટૂંકી કરવામાં આવે છે), રિફ્લો અને ઠંડક.
પ્રીહિટ ઝોન
મહત્તમ ઢોળાવ એ તાપમાન/સમય સંબંધ છે જે માપે છે કે પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પરનું તાપમાન કેટલી ઝડપથી બદલાય છે.પ્રીહિટ ઝોન મોટાભાગે ઝોનમાં સૌથી લાંબો હોય છે અને ઘણીવાર રેમ્પ-રેટ સ્થાપિત કરે છે.રેમ્પ-અપ રેટ સામાન્ય રીતે 1.0 °C અને 3.0 °C પ્રતિ સેકન્ડની વચ્ચે હોય છે, જે ઘણીવાર 2.0 °C અને 3.0 °C (4 °F થી 5 °F) પ્રતિ સેકન્ડની વચ્ચે પડે છે.જો દર મહત્તમ ઢોળાવ કરતાં વધી જાય, તો થર્મલ શોક અથવા ક્રેકીંગથી ઘટકોને નુકસાન થઈ શકે છે.
સોલ્ડર પેસ્ટમાં સ્પેટરિંગ અસર પણ હોઈ શકે છે.પ્રીહિટ સેક્શન એ છે જ્યાં પેસ્ટમાં દ્રાવક બાષ્પીભવન કરવાનું શરૂ કરે છે, અને જો વધારો દર (અથવા તાપમાન સ્તર) ખૂબ ઓછો હોય, તો ફ્લક્સ વોલેટાઇલ્સનું બાષ્પીભવન અપૂર્ણ છે.
થર્મલ સોક ઝોન
બીજો વિભાગ, થર્મલ સોક, સામાન્ય રીતે સોલ્ડર પેસ્ટ વોલેટાઈલ્સને દૂર કરવા અને ફ્લક્સના સક્રિયકરણ માટે 60 થી 120 સેકન્ડનો એક્સપોઝર છે (જુઓ ફ્લક્સ), જ્યાં ફ્લક્સ ઘટકો ઘટક લીડ્સ અને પેડ્સ પર ઓક્સિડેશન શરૂ કરે છે.ખૂબ ઊંચું તાપમાન સોલ્ડર સ્પેટરિંગ અથવા બોલિંગ તેમજ પેસ્ટનું ઓક્સિડેશન, જોડાણ પેડ્સ અને ઘટક સમાપ્તિ તરફ દોરી શકે છે.
તેવી જ રીતે, જો તાપમાન ખૂબ નીચું હોય તો પ્રવાહો સંપૂર્ણપણે સક્રિય થઈ શકતા નથી.સોક ઝોનના અંતે સમગ્ર એસેમ્બલીનું થર્મલ સંતુલન રિફ્લો ઝોનની બરાબર પહેલાં ઇચ્છિત છે.વિવિધ કદના ઘટકો વચ્ચે અથવા જો PCB એસેમ્બલી ખૂબ મોટી હોય તો કોઈપણ ડેલ્ટા ટી ઘટાડવા માટે સોક પ્રોફાઇલ સૂચવવામાં આવે છે.વિસ્તાર એરે પ્રકારના પેકેજોમાં વોઈડિંગ ઘટાડવા માટે સોક પ્રોફાઇલની પણ ભલામણ કરવામાં આવે છે.
રિફ્લો ઝોન
ત્રીજો વિભાગ, રિફ્લો ઝોન, "રિફ્લો ઉપરનો સમય" અથવા "પ્રવાહી ઉપરનો સમય" (TAL) તરીકે પણ ઓળખાય છે, અને તે પ્રક્રિયાનો એક ભાગ છે જ્યાં મહત્તમ તાપમાન પહોંચે છે.એક મહત્વપૂર્ણ વિચારણા એ ટોચનું તાપમાન છે, જે સમગ્ર પ્રક્રિયાનું મહત્તમ સ્વીકાર્ય તાપમાન છે.સામાન્ય ટોચનું તાપમાન પ્રવાહી કરતાં 20-40 °C છે. આ મર્યાદા એસેમ્બલી પરના ઘટક દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે જે ઉચ્ચ તાપમાન માટે સૌથી ઓછી સહનશીલતા ધરાવે છે (ઘટક થર્મલ નુકસાન માટે સૌથી વધુ સંવેદનશીલ).પ્રમાણભૂત માર્ગદર્શિકા એ મહત્તમ તાપમાનમાંથી 5 °C બાદ કરવાનું છે જે પ્રક્રિયા માટે મહત્તમ તાપમાન સુધી પહોંચવા માટે સૌથી સંવેદનશીલ ઘટક ટકાવી શકે છે.પ્રક્રિયાના તાપમાનને આ મર્યાદા ઓળંગી ન જાય તે માટે તેનું નિરીક્ષણ કરવું મહત્વપૂર્ણ છે.
વધુમાં, ઉચ્ચ તાપમાન (260 °C થી વધુ) SMT ઘટકોના આંતરિક મૃત્યુને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે તેમજ આંતરમેટાલિક વૃદ્ધિને પ્રોત્સાહન આપે છે.તેનાથી વિપરિત, જે તાપમાન પૂરતું ગરમ ન હોય તે પેસ્ટને પૂરતા પ્રમાણમાં રિફ્લો થતા અટકાવી શકે છે.
લિક્વિડસ (TAL) ઉપરનો સમય, અથવા રિફ્લો ઉપરનો સમય, સોલ્ડર પ્રવાહી કેટલો સમય છે તે માપે છે.ધાતુના બંધનને પરિપૂર્ણ કરવા માટે પ્રવાહ ધાતુઓના સંગમ પર સપાટીના તણાવને ઘટાડે છે, વ્યક્તિગત સોલ્ડર પાવડર ગોળાઓને જોડવાની મંજૂરી આપે છે.જો પ્રોફાઈલનો સમય ઉત્પાદકના સ્પષ્ટીકરણ કરતાં વધી જાય, તો પરિણામ અકાળ ફ્લક્સ સક્રિયકરણ અથવા વપરાશ હોઈ શકે છે, સોલ્ડર સંયુક્તની રચના પહેલાં પેસ્ટને અસરકારક રીતે "સૂકવી" શકે છે.અપૂરતો સમય/તાપમાન સંબંધ ફ્લક્સની સફાઈ ક્રિયામાં ઘટાડાનું કારણ બને છે, પરિણામે નબળી ભીનાશ, દ્રાવક અને પ્રવાહનું અપૂરતું નિરાકરણ અને સંભવતઃ ખામીયુક્ત સોલ્ડર સાંધામાં પરિણમે છે.
નિષ્ણાતો સામાન્ય રીતે શક્ય તેટલી ટૂંકી TAL ની ભલામણ કરે છે, જો કે, મોટાભાગની પેસ્ટ ઓછામાં ઓછી 30 સેકન્ડની TAL નો ઉલ્લેખ કરે છે, જો કે તે ચોક્કસ સમય માટે કોઈ સ્પષ્ટ કારણ દેખાતું નથી.એક શક્યતા એ છે કે PCB પર એવા સ્થાનો છે કે જે પ્રોફાઇલિંગ દરમિયાન માપવામાં આવતાં નથી, અને તેથી, લઘુત્તમ સ્વીકાર્ય સમયને 30 સેકન્ડ પર સેટ કરવાથી માપી ન હોય તેવા વિસ્તારને રિફ્લો ન કરવાની શક્યતા ઓછી થાય છે.ઉચ્ચ લઘુત્તમ રિફ્લો સમય પણ પકાવવાની નાની ભઠ્ઠીના તાપમાનના ફેરફારો સામે સલામતીનો માર્જિન પ્રદાન કરે છે.ભીનાશનો સમય આદર્શ રીતે પ્રવાહી કરતાં 60 સેકન્ડથી નીચે રહે છે.લિક્વિડસ ઉપર વધારાનો સમય અતિશય આંતરમેટાલિક વૃદ્ધિનું કારણ બની શકે છે, જે સાંધાના બરડપણું તરફ દોરી શકે છે.બોર્ડ અને ઘટકોને લિક્વિડસ પર વિસ્તૃત સમયે પણ નુકસાન થઈ શકે છે, અને મોટાભાગના ઘટકોને આપેલ મહત્તમ કરતા તાપમાનમાં કેટલા સમય સુધી સંપર્કમાં આવી શકે છે તેની સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત સમય મર્યાદા હોય છે.
લિક્વિડસની ઉપરનો ઘણો ઓછો સમય દ્રાવક અને પ્રવાહને ફસાવી શકે છે અને ઠંડા અથવા નિસ્તેજ સાંધા તેમજ સોલ્ડર વોઇડ્સ માટે સંભવિત બનાવી શકે છે.
ઠંડક ઝોન
છેલ્લો ઝોન એ પ્રોસેસ્ડ બોર્ડને ધીમે ધીમે ઠંડું કરવા અને સોલ્ડર સાંધાને મજબૂત કરવા માટે કૂલિંગ ઝોન છે.યોગ્ય ઠંડક ઘટકોને વધારાની આંતરમેટાલિક રચના અથવા થર્મલ આંચકોને અટકાવે છે.ઠંડક ઝોનમાં લાક્ષણિક તાપમાન 30–100 °C (86–212 °F) ની રેન્જમાં હોય છે.એક ફાસ્ટ ઠંડક દરને એક સૂક્ષ્મ અનાજ માળખું બનાવવા માટે પસંદ કરવામાં આવે છે જે સૌથી યાંત્રિક રીતે સાઉન્ડ હોય છે.
[1] મહત્તમ રેમ્પ-અપ રેટથી વિપરીત, રેમ્પ-ડાઉન રેટને ઘણીવાર અવગણવામાં આવે છે.એવું બની શકે છે કે રેમ્પ રેટ ચોક્કસ તાપમાન કરતાં ઓછો જટિલ હોય, જો કે, કોઈપણ ઘટક માટે મહત્તમ સ્વીકાર્ય ઢોળાવ લાગુ થવો જોઈએ, પછી ભલે તે ઘટક ગરમ થઈ રહ્યું હોય અથવા ઠંડુ થઈ રહ્યું હોય.સામાન્ય રીતે 4°C/s નો ઠંડક દર સૂચવવામાં આવે છે.પ્રક્રિયાના પરિણામોનું વિશ્લેષણ કરતી વખતે તે ધ્યાનમાં લેવાનું એક પરિમાણ છે.
"રિફ્લો" શબ્દનો ઉપયોગ તે તાપમાનને સંદર્ભિત કરવા માટે થાય છે કે જેના ઉપર સોલ્ડર એલોયનો નક્કર સમૂહ ઓગળવાનું નિશ્ચિત હોય છે (માત્ર નરમ થવાથી વિરુદ્ધ).જો આ તાપમાનની નીચે ઠંડુ કરવામાં આવે, તો સોલ્ડર વહેશે નહીં.તેની ઉપર ફરી એકવાર ગરમ થવાથી, સોલ્ડર ફરી વહેશે-તેથી "ફરીથી વહે છે".
આધુનિક સર્કિટ એસેમ્બલી તકનીકો કે જે રિફ્લો સોલ્ડરિંગનો ઉપયોગ કરે છે તે આવશ્યકપણે સોલ્ડરને એક કરતા વધુ વખત વહેવા દેતી નથી.તેઓ ખાતરી આપે છે કે સોલ્ડર પેસ્ટમાં સમાવિષ્ટ દાણાદાર સોલ્ડર સામેલ સોલ્ડરના રિફ્લો તાપમાનને વટાવી જાય છે.
થર્મલ પ્રોફાઇલિંગ
થર્મલ પ્રોફાઇલ માટે પ્રોસેસ વિન્ડો ઇન્ડેક્સનું ગ્રાફિકલ રજૂઆત.
ઈલેક્ટ્રોનિક્સ મેન્યુફેક્ચરિંગ ઈન્ડસ્ટ્રીમાં, પ્રોસેસ વિન્ડો ઈન્ડેક્સ (PWI) તરીકે ઓળખાતા આંકડાકીય માપનો ઉપયોગ થર્મલ પ્રક્રિયાની મજબૂતાઈને માપવા માટે થાય છે.PWI એ માપવામાં મદદ કરે છે કે સ્પેસિફિકેશન લિમિટ તરીકે ઓળખાતી વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત પ્રક્રિયા મર્યાદામાં પ્રક્રિયા કેટલી સારી રીતે "ફીટ" થાય છે. દરેક થર્મલ પ્રોફાઇલને પ્રક્રિયા વિન્ડો (સ્પેસિફિકેશન અથવા સહિષ્ણુતા મર્યાદા)માં તે કેવી રીતે "ફીટ" થાય છે તેના આધારે ક્રમાંકિત કરવામાં આવે છે.
પ્રક્રિયા વિંડોનું કેન્દ્ર શૂન્ય તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવ્યું છે, અને પ્રક્રિયા વિંડોની એક્સ્ટ્રીમ એજ 99% તરીકે છે. PWI 100% કરતા વધારે અથવા બરાબર સૂચવે છે કે પ્રોફાઇલ સ્પષ્ટીકરણની અંદર ઉત્પાદન પર પ્રક્રિયા કરતી નથી.99% નું PWI સૂચવે છે કે પ્રોફાઇલ સ્પષ્ટીકરણમાં ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા કરે છે, પરંતુ પ્રક્રિયા વિંડોની ધાર પર ચાલે છે.PWI 60% સૂચવે છે કે પ્રોફાઇલ 60% પ્રક્રિયા સ્પષ્ટીકરણનો ઉપયોગ કરે છે.PWI મૂલ્યોનો ઉપયોગ કરીને, ઉત્પાદકો નક્કી કરી શકે છે કે ચોક્કસ થર્મલ પ્રોફાઇલ કેટલી પ્રક્રિયા વિન્ડોનો ઉપયોગ કરે છે.નીચું PWI મૂલ્ય વધુ મજબૂત પ્રોફાઇલ સૂચવે છે.
મહત્તમ કાર્યક્ષમતા માટે, થર્મલ પ્રોફાઇલની પીક, સ્લોપ, રિફ્લો અને સોક પ્રક્રિયાઓ માટે અલગ PWI મૂલ્યોની ગણતરી કરવામાં આવે છે.આઉટપુટને અસર કરતી થર્મલ આંચકાની સંભાવનાને ટાળવા માટે, થર્મલ પ્રોફાઇલમાં સૌથી વધુ ઢાળ નક્કી અને સમતળ કરવી આવશ્યક છે.ઉત્પાદકો ઢાળની ઢાળને ચોક્કસ રીતે નક્કી કરવા અને ઘટાડવા માટે કસ્ટમ-બિલ્ટ સોફ્ટવેરનો ઉપયોગ કરે છે.વધુમાં, સોફ્ટવેર પીક, સ્લોપ, રિફ્લો અને સોક પ્રક્રિયાઓ માટે પીડબ્લ્યુઆઈ મૂલ્યોને આપમેળે પુનઃપ્રાપ્ત કરે છે.PWI મૂલ્યો સેટ કરીને, એન્જિનિયરો સુનિશ્ચિત કરી શકે છે કે રિફ્લો સોલ્ડરિંગ કાર્ય ખૂબ ઝડપથી ગરમ અથવા ઠંડુ ન થાય.
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-01-2022