ریفلو اوون سولڈرنگ

ریفلو سولڈرنگ سرکٹ بورڈ میں سطح کے ماؤنٹ اجزاء کو منسلک کرنے کا سب سے عام طریقہ ہے، حالانکہ اسے سولڈر پیسٹ سے سوراخوں کو بھر کر اور پیسٹ کے ذریعے اجزاء کی لیڈز ڈال کر سوراخ کے اجزاء کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔چونکہ ویو سولڈرنگ آسان اور سستی ہوسکتی ہے، اس لیے ری فلو عام طور پر خالص تھرو ہول بورڈز پر استعمال نہیں ہوتا ہے۔SMT اور THT اجزاء کے مرکب پر مشتمل بورڈز پر استعمال ہونے پر، تھرو ہول ری فلو لہر سولڈرنگ سٹیپ کو اسمبلی کے عمل سے ختم کرنے کی اجازت دیتا ہے، ممکنہ طور پر اسمبلی کے اخراجات کو کم کرتا ہے۔

ری فلو کے عمل کا مقصد سولڈر کو پگھلانا اور ملحقہ سطحوں کو گرم کرنا ہے، بغیر زیادہ گرمی اور برقی اجزاء کو نقصان پہنچائے۔روایتی ریفلو سولڈرنگ کے عمل میں، عام طور پر چار مراحل ہوتے ہیں، جنہیں "زون" کہا جاتا ہے، ہر ایک کا الگ تھرمل پروفائل ہوتا ہے: پہلے سے گرم، تھرمل سوک (اکثر صرف بھگونے کے لیے مختصر کیا جاتا ہے)، ری فلو، اور کولنگ۔

 

پری ہیٹ زون

زیادہ سے زیادہ ڈھلوان درجہ حرارت/وقت کا رشتہ ہے جو پیمائش کرتا ہے کہ پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ پر درجہ حرارت کتنی تیزی سے تبدیل ہوتا ہے۔پری ہیٹ زون اکثر زونز میں سب سے لمبا ہوتا ہے اور اکثر ریمپ ریٹ قائم کرتا ہے۔ریمپ اپ کی شرح عام طور پر 1.0 °C اور 3.0 °C فی سیکنڈ کے درمیان ہوتی ہے، جو اکثر 2.0 °C اور 3.0 °C (4 °F سے 5 °F) فی سیکنڈ کے درمیان گرتی ہے۔اگر شرح زیادہ سے زیادہ ڈھلوان سے بڑھ جاتی ہے تو، تھرمل جھٹکا یا کریکنگ سے اجزاء کو نقصان پہنچ سکتا ہے۔

سولڈر پیسٹ کا چھڑکاؤ اثر بھی ہو سکتا ہے۔پری ہیٹ سیکشن وہ جگہ ہے جہاں پیسٹ میں سالوینٹ بخارات بننا شروع ہو جاتا ہے، اور اگر بڑھنے کی شرح (یا درجہ حرارت کی سطح) بہت کم ہو تو فلوکس اتار چڑھاؤ کا بخارات کا اخراج نامکمل ہے۔

 

تھرمل سوک زون

دوسرا سیکشن، تھرمل سوک، عام طور پر سولڈر پیسٹ کے اتار چڑھاؤ کو ہٹانے اور فلوکس کو چالو کرنے کے لیے 60 سے 120 سیکنڈ کا ایکسپوژر ہوتا ہے (دیکھیں فلوکس)، جہاں فلوکس کے اجزاء اجزاء کی لیڈز اور پیڈز پر آکسیڈرڈکشن شروع کرتے ہیں۔بہت زیادہ درجہ حرارت سولڈر اسپیٹرنگ یا بیلنگ کے ساتھ ساتھ پیسٹ کے آکسیڈیشن، اٹیچمنٹ پیڈز اور اجزاء کے خاتمے کا باعث بن سکتا ہے۔

اسی طرح، اگر درجہ حرارت بہت کم ہو تو بہاؤ مکمل طور پر فعال نہیں ہو سکتے ہیں۔سوک زون کے آخر میں ری فلو زون سے بالکل پہلے پوری اسمبلی کا تھرمل توازن مطلوب ہے۔مختلف سائز کے اجزاء کے درمیان کسی بھی ڈیلٹا T کو کم کرنے کے لئے یا اگر پی سی بی اسمبلی بہت بڑی ہے تو ایک لینا پروفائل کو تجویز کیا جاتا ہے۔ایریا اری قسم کے پیکجوں میں voiding کو کم کرنے کے لیے بھیگنے والے پروفائل کی سفارش کی جاتی ہے۔

 

ریفلو زون

تیسرا سیکشن، ری فلو زون، کو "وقت سے اوپر کا وقت" یا "مائع سے اوپر کا وقت" (TAL) بھی کہا جاتا ہے، اور یہ اس عمل کا حصہ ہے جہاں زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچ جاتا ہے۔ایک اہم غور چوٹی کا درجہ حرارت ہے، جو پورے عمل کا زیادہ سے زیادہ قابل اجازت درجہ حرارت ہے۔ایک عام چوٹی کا درجہ حرارت مائع سے اوپر 20–40 °C ہوتا ہے۔ اس حد کا تعین اسمبلی میں موجود اجزاء کے ذریعے کیا جاتا ہے جس میں اعلی درجہ حرارت کے لیے سب سے کم رواداری ہوتی ہے (جزو تھرمل نقصان کے لیے سب سے زیادہ حساس ہوتا ہے)۔ایک معیاری رہنما خطوط زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت سے 5 °C کو کم کرنا ہے جسے سب سے زیادہ کمزور جزو عمل کے لیے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچنے کے لیے برقرار رکھ سکتا ہے۔اس حد سے تجاوز کرنے سے روکنے کے لیے عمل کے درجہ حرارت کی نگرانی کرنا ضروری ہے۔

مزید برآں، اعلی درجہ حرارت (260 ° C سے زیادہ) SMT اجزاء کے اندرونی مرنے کے ساتھ ساتھ انٹرمیٹالک نمو کو بھی نقصان پہنچا سکتا ہے۔اس کے برعکس، ایک درجہ حرارت جو کافی گرم نہیں ہے پیسٹ کو مناسب طریقے سے بہنے سے روک سکتا ہے۔

لیکویڈس (TAL) سے اوپر کا وقت، یا ری فلو سے اوپر کا وقت، یہ پیمائش کرتا ہے کہ ٹانکا لگانا مائع کتنا لمبا ہے۔فلوکس میٹالرجیکل بانڈنگ کو پورا کرنے کے لیے دھاتوں کے موڑ پر سطح کے تناؤ کو کم کرتا ہے، جس سے انفرادی سولڈر پاؤڈر کے دائرے جوڑ سکتے ہیں۔اگر پروفائل کا وقت مینوفیکچرر کی تصریح سے بڑھ جاتا ہے، تو نتیجہ قبل از وقت فلوکس ایکٹیویشن یا استعمال ہو سکتا ہے، جو سولڈر جوائنٹ کی تشکیل سے پہلے پیسٹ کو مؤثر طریقے سے "خشک" کر دیتا ہے۔ناکافی وقت/درجہ حرارت کا رشتہ بہاؤ کی صفائی کے عمل میں کمی کا سبب بنتا ہے، جس کے نتیجے میں خراب گیلا ہونا، سالوینٹس اور فلوکس کا ناکافی اخراج، اور ممکنہ طور پر ٹانکا لگانا جوڑ خراب ہو جاتا ہے۔

ماہرین عام طور پر مختصر ترین TAL کی تجویز کرتے ہیں، تاہم، زیادہ تر پیسٹ کم از کم TAL 30 سیکنڈ بتاتے ہیں، حالانکہ اس مخصوص وقت کی کوئی واضح وجہ معلوم نہیں ہوتی ہے۔ایک امکان یہ ہے کہ پی سی بی پر ایسی جگہیں موجود ہیں جن کی پروفائلنگ کے دوران پیمائش نہیں کی جاتی ہے، اور اس وجہ سے، کم از کم قابل اجازت وقت کو 30 سیکنڈ پر سیٹ کرنے سے غیر پیمائش شدہ علاقے کے ری فلو نہ ہونے کے امکانات کم ہو جاتے ہیں۔ایک اعلی کم از کم ری فلو ٹائم بھی اوون کے درجہ حرارت کی تبدیلیوں کے خلاف حفاظت کا مارجن فراہم کرتا ہے۔گیلے ہونے کا وقت مثالی طور پر مائع سے اوپر 60 سیکنڈ سے نیچے رہتا ہے۔مائع کے اوپر اضافی وقت ضرورت سے زیادہ انٹرمیٹالک نمو کا سبب بن سکتا ہے، جو جوڑوں کے ٹوٹنے کا باعث بن سکتا ہے۔بورڈ اور اجزاء کو بھی مائعات کے دوران توسیع شدہ وقت پر نقصان پہنچایا جا سکتا ہے، اور زیادہ تر اجزاء کی ایک اچھی طرح سے طے شدہ وقت کی حد ہوتی ہے کہ وہ ایک مقررہ زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت کے سامنے کتنی دیر تک رہ سکتے ہیں۔

مائع کے اوپر بہت کم وقت سالوینٹس اور بہاؤ کو پھنس سکتا ہے اور ٹھنڈے یا پھیکے جوڑوں کے ساتھ ساتھ سولڈر ویوائڈز کا امکان پیدا کر سکتا ہے۔

 

کولنگ زون

آخری زون ایک کولنگ زون ہے جو پراسیس شدہ بورڈ کو آہستہ آہستہ ٹھنڈا کرتا ہے اور سولڈر جوڑوں کو مضبوط کرتا ہے۔مناسب ٹھنڈک اجزاء کو اضافی انٹرمیٹالک تشکیل یا تھرمل جھٹکا کو روکتی ہے۔کولنگ زون میں عام درجہ حرارت 30–100 °C (86–212 °F) کے درمیان ہوتا ہے۔ایک تیز ٹھنڈک کی شرح کا انتخاب ایک باریک اناج کی ساخت بنانے کے لیے کیا جاتا ہے جو میکانکی طور پر زیادہ درست ہو۔

[1] زیادہ سے زیادہ ریمپ اپ ریٹ کے برعکس، ریمپ-ڈاؤن کی شرح کو اکثر نظر انداز کیا جاتا ہے۔یہ ہو سکتا ہے کہ ریمپ کی شرح مخصوص درجہ حرارت سے کم اہم ہو، تاہم، کسی بھی جزو کے لیے زیادہ سے زیادہ قابل اجازت ڈھلوان کا اطلاق ہونا چاہیے چاہے وہ جزو گرم ہو رہا ہو یا ٹھنڈا ہو رہا ہو۔عام طور پر 4°C/s کی ٹھنڈک کی شرح تجویز کی جاتی ہے۔عمل کے نتائج کا تجزیہ کرتے وقت یہ ایک پیرامیٹر پر غور کرنا ہے۔

اصطلاح "ری فلو" کا استعمال اس درجہ حرارت کی طرف اشارہ کرنے کے لیے کیا جاتا ہے جس کے اوپر سولڈر الائے کا ایک ٹھوس ماس پگھلنا یقینی ہے (محض نرم کرنے کے برخلاف)۔اگر اس درجہ حرارت سے نیچے ٹھنڈا کیا جائے تو، ٹانکا لگانا نہیں بہے گا۔اس کے اوپر ایک بار پھر گرم ہونے پر، ٹانکا لگانا دوبارہ بہہ جائے گا- اس لیے "دوبارہ بہاؤ"۔

سرکٹ اسمبلی کی جدید تکنیکیں جو ری فلو سولڈرنگ کا استعمال کرتی ہیں ضروری نہیں کہ سولڈر کو ایک سے زیادہ بار بہنے دیں۔وہ اس بات کی ضمانت دیتے ہیں کہ سولڈر پیسٹ میں موجود دانے دار ٹانکا لگانا شامل ٹانکا لگانے والے کے ریفلو درجہ حرارت کو پیچھے چھوڑ دیتا ہے۔

تھرمل پروفائلنگ