एसएमटी रिफ्लो सोल्डरिंग के लिए तापमान की आवश्यकताएं

एसएमटी रिफ्लो सोल्डरिंग पैच प्रोसेसिंग में एक अनोखी और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। रिफ्लो सोल्डरिंग के चार प्रमुख तापमान क्षेत्र प्रीहीटिंग ज़ोन, निरंतर तापमान क्षेत्र, रिफ्लो ज़ोन और कूलिंग ज़ोन हैं। प्रत्येक तापमान क्षेत्र हीटिंग चरण का अपना महत्वपूर्ण महत्व है।

1. प्रीहीटिंग ज़ोन चरण

पैच प्रोसेसिंग के लिए PCBA इनडोर तापमान से 150 डिग्री के रिफ्लो ओवन हीटिंग तापमान तक पहुँच जाता है, और हीटिंग दर 2 डिग्री / सेकंड से कम होती है, जिसे प्रीहीट स्टेज कहा जाता है। प्रीहीटिंग स्टेज का उद्देश्य सोल्डर पेस्ट में कम पिघलने वाले विलायक को वाष्पित करना है। सोल्डर पेस्ट में फ्लक्स के मुख्य घटकों में रोसिन, एक्टिवेटर, चिपचिपाहट सुधारक और सॉल्वैंट्स शामिल हैं। विलायक की भूमिका मुख्य रूप से रोसिन के वाहक के रूप में और सोल्डर पेस्ट के भंडारण समय को सुनिश्चित करने के लिए होती है। प्रीहीटिंग स्टेज के दौरान, अतिरिक्त विलायक को वाष्पित करने की आवश्यकता होती है, लेकिन हीटिंग दर को नियंत्रित किया जाना चाहिए। बहुत अधिक हीटिंग दर घटकों पर थर्मल तनाव प्रभाव पैदा करेगी, घटकों को नुकसान पहुंचाएगी या घटक प्रदर्शन और जीवनकाल को कम करेगी। उत्तरार्द्ध अधिक हानिकारक है क्योंकि उत्पाद पहले ही ग्राहकों को वितरित किए जा चुके हैं। दूसरा कारण यह है कि बहुत अधिक हीटिंग दर सोल्डर पेस्ट को ढहने का कारण बनेगी, जिससे शॉर्ट सर्किट का खतरा होगा, और बहुत अधिक हीटिंग दर विलायक को बहुत तेज़ी से वाष्पित कर देगी, जिससे आसानी से धातु के घटक बाहर निकल सकते हैं और टिन के मोती दिखाई दे सकते हैं।

2. स्थिर तापमान क्षेत्र चरण

सर्किट बोर्ड को एक समान तापमान पर पहुंचाने के लिए पूरे PCBA बोर्ड को धीरे-धीरे 170 डिग्री तक गर्म किया जाता है, जिसे स्थिर तापमान (सोख या संतुलन) चरण कहा जाता है। समय आम तौर पर 70-120s का होता है। इस स्तर पर, तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है। स्थिर तापमान चरण की सेटिंग मुख्य रूप से सोल्डर पेस्ट आपूर्तिकर्ता की सिफारिशों और PCBA बोर्ड की ताप क्षमता को संदर्भित करनी चाहिए। स्थिर तापमान चरण के तीन कार्य हैं। एक है पूरे PCBA को एक समान तापमान पर पहुंचाना और रिफ्लो क्षेत्र में प्रवेश करने वाले थर्मल तनाव के प्रभाव को कम करना, साथ ही अन्य वेल्डिंग दोष जैसे कि घटक वॉरपिंग, कुछ बड़े-वॉल्यूम घटकों की कोल्ड वेल्डिंग, आदि; दूसरा महत्वपूर्ण कार्य है कि सोल्डर पेस्ट में फ्लक्स एक सक्रिय प्रतिक्रिया से गुजरना शुरू कर देता है, जिससे वेल्ड की सतह का गीला प्रदर्शन बढ़ जाता है ताप संरक्षण चरण के महत्व के कारण, ताप संरक्षण समय और तापमान को अच्छी तरह से नियंत्रित किया जाना चाहिए, न केवल यह सुनिश्चित करने के लिए कि फ्लक्स सोल्डरिंग सतह को अच्छी तरह से साफ कर सकता है, बल्कि यह भी सुनिश्चित करने के लिए कि रिफ्लो चरण तक पहुंचने से पहले फ्लक्स पूरी तरह से भस्म नहीं होता है, और रिफ्लो चरण के दौरान सक्रिय किया जा सकता है। पुनः ऑक्सीकरण को रोकने के लिए।

3. वापसी क्षेत्र चरण

सोल्डर पेस्ट को पिघलाने के लिए PCBA बोर्ड को पिघलने वाले क्षेत्र में गर्म किया जाता है। बोर्ड उच्चतम तापमान पर पहुँच जाता है, आमतौर पर 230 डिग्री -245 डिग्री, जिसे रिफ्लो चरण कहा जाता है। लिक्विडस लाइन के ऊपर का समय आम तौर पर 30-60 सेकंड का होता है। रिफ्लो चरण के दौरान, रिफ्लो लाइन में तापमान बढ़ना जारी रहता है, सोल्डर पेस्ट पिघलता है और एक गीलापन प्रतिक्रिया होती है, और एक इंटरमेटेलिक यौगिक परत बनना शुरू होती है, जो अंततः चरम तापमान तक पहुँच जाती है। रिफ्लो ज़ोन में पीक तापमान सोल्डर पेस्ट की रासायनिक संरचना, घटकों की विशेषताओं और पीसीबी सामग्री द्वारा निर्धारित किया जाता है। यदि रिफ्लो क्षेत्र में पीक तापमान बहुत अधिक है, तो सर्किट बोर्ड जल सकता है या झुलस सकता है; यदि पीक तापमान बहुत कम है, तो सोल्डर जोड़ ग्रे और दानेदार दिखाई देंगे। इसलिए, रिफ्लो क्षेत्र को यह भी ध्यान में रखना चाहिए कि तापमान की बढ़ती ढलान घटकों को थर्मल शॉक के अधीन नहीं करनी चाहिए। घटकों की अच्छी सोल्डरिंग सुनिश्चित करते हुए रिफ्लो समय जितना संभव हो उतना कम होना चाहिए। आम तौर पर, 30-60s सबसे अच्छा है। अत्यधिक लंबा रिफ्लो समय और उच्च तापमान उन घटकों को नुकसान पहुंचाएगा जो तापमान से आसानी से प्रभावित होते हैं, और इंटरमेटेलिक यौगिक IMC परत को बहुत मोटा बना देगा, जिससे सोल्डर जोड़ बहुत भंगुर हो जाएंगे और सोल्डर जोड़ों के थकान प्रतिरोध को कम कर देंगे।

4. शीतलन क्षेत्र चरण

तापमान में गिरावट की प्रक्रिया को शीतलन चरण कहा जाता है, और शीतलन दर 3-5 डिग्री / एस है। शीतलन चरण के महत्व को अक्सर अनदेखा किया जाता है। एक अच्छी शीतलन प्रक्रिया वेल्ड के अंतिम परिणाम में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। तेज़ शीतलन दर सोल्डर जोड़ों के माइक्रोस्ट्रक्चर को परिष्कृत कर सकती है। इंटरमेटेलिक यौगिकों के आकारिकी और वितरण को बदलें और सोल्डर मिश्र धातुओं के यांत्रिक गुणों में सुधार करें। वास्तविक उत्पादन में सीसा रहित सोल्डरिंग के लिए, शीतलन दर में वृद्धि आमतौर पर दोषों को कम कर सकती है और घटकों को प्रतिकूल रूप से प्रभावित किए बिना विश्वसनीयता में सुधार कर सकती है। हालांकि, बहुत तेज़ शीतलन दर भी घटकों पर प्रभाव डालेगी, जिससे तनाव एकाग्रता पैदा होगी, जिससे उत्पाद के सोल्डर जोड़ उपयोग के दौरान समय से पहले विफल हो सकते हैं। इसलिए, रिफ्लो सोल्डरिंग को एक अच्छा शीतलन वक्र प्रदान करना चाहिए।

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