പ്രിൻ്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകളിൽ (പിസിബി) ഉപരിതല മൗണ്ട് ഘടകങ്ങൾ ഘടിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതിയാണ് റിഫ്ലോ സോൾഡറിംഗ്.ആദ്യം ഘടകങ്ങൾ/പിസിബി/സോൾഡർ പേസ്റ്റ് എന്നിവ മുൻകൂട്ടി ചൂടാക്കി സോൾഡർ ഉരുക്കി സ്വീകാര്യമായ സോൾഡർ സന്ധികൾ രൂപപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ് പ്രക്രിയയുടെ ലക്ഷ്യം.
ഫലപ്രദമായ റിഫ്ലോ സോൾഡറിംഗ് പ്രക്രിയയിലേക്ക് നയിക്കുന്ന പ്രധാന വശങ്ങൾ ഇനിപ്പറയുന്നവയാണ്:
- അനുയോജ്യമായ യന്ത്രം
- സ്വീകാര്യമായ റിഫ്ലോ പ്രൊഫൈൽ
- PCB/ഘടകം കാൽപ്പാടുകൾ ഡിസൈൻ
- നന്നായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത സ്റ്റെൻസിൽ ഉപയോഗിച്ച് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പ്രിൻ്റ് ചെയ്ത പിസിബി
- ഉപരിതല മൌണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള പ്ലേസ്മെൻ്റ്
- നല്ല നിലവാരമുള്ള പിസിബി, ഘടകങ്ങൾ, സോൾഡർ പേസ്റ്റ്
അനുയോജ്യമായ യന്ത്രം
പ്രോസസ്സ് ചെയ്യേണ്ട പിസിബി അസംബ്ലികളുടെ ആവശ്യമായ ലൈൻ വേഗതയും ഡിസൈൻ/മെറ്റീരിയലും അനുസരിച്ച് വിവിധ തരം റിഫ്ലോ സോൾഡറിംഗ് മെഷീൻ ലഭ്യമാണ്.തിരഞ്ഞെടുത്ത ഓവൻ പിക്ക് ആൻഡ് പ്ലേസ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉൽപ്പാദന നിരക്ക് കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ അനുയോജ്യമായ വലുപ്പമുള്ളതായിരിക്കണം.
താഴെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ലൈൻ വേഗത കണക്കാക്കാം:-
ലൈൻ വേഗത (കുറഞ്ഞത്) =ഓരോ മിനിറ്റിലും ബോർഡുകൾ x ഓരോ ബോർഡിനും നീളം
ലോഡ് ഫാക്ടർ (ബോർഡുകൾക്കിടയിലുള്ള ഇടം)
പ്രക്രിയയുടെ ആവർത്തനക്ഷമത പരിഗണിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ്, അതിനാൽ 'ലോഡ് ഫാക്ടർ' സാധാരണയായി മെഷീൻ നിർമ്മാതാവ് വ്യക്തമാക്കുന്നു, കണക്കുകൂട്ടൽ ചുവടെ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു:
ശരിയായ വലുപ്പത്തിലുള്ള റിഫ്ലോ ഓവൻ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതിന്, പ്രോസസ്സ് വേഗത (ചുവടെ നിർവചിച്ചിരിക്കുന്നത്) ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ലൈൻ വേഗതയേക്കാൾ കൂടുതലായിരിക്കണം.
പ്രക്രിയ വേഗത =ഓവൻ ചേമ്പർ ചൂടാക്കിയ നീളം
പ്രോസസ്സ് താമസ സമയം
ശരിയായ ഓവൻ വലുപ്പം സ്ഥാപിക്കുന്നതിനുള്ള കണക്കുകൂട്ടലിൻ്റെ ഒരു ഉദാഹരണം ചുവടെ:-
ഒരു SMT അസംബ്ലർ മണിക്കൂറിൽ 180 എന്ന നിരക്കിൽ 8 ഇഞ്ച് ബോർഡുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നു.സോൾഡർ പേസ്റ്റ് നിർമ്മാതാവ് 4 മിനിറ്റ്, മൂന്ന് ഘട്ട പ്രൊഫൈൽ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.ഈ ത്രോപുട്ടിൽ ബോർഡുകൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ എനിക്ക് എത്ര സമയം ഒരു ഓവൻ ആവശ്യമാണ്?
ഓരോ മിനിറ്റിലും ബോർഡുകൾ = 3 (180/മണിക്കൂർ)
ഓരോ ബോർഡിനും നീളം = 8 ഇഞ്ച്
ലോഡ് ഫാക്ടർ = 0.8 (ബോർഡുകൾക്കിടയിൽ 2-ഇഞ്ച് ഇടം)
പ്രോസസ്സ് താമസ സമയം = 4 മിനിറ്റ്
ലൈൻ വേഗത കണക്കാക്കുക:(3 ബോർഡുകൾ/മിനിറ്റ്) x (8 ഇഞ്ച്/ബോർഡ്)
0.8
ലൈൻ വേഗത = 30 ഇഞ്ച്/മിനിറ്റ്
അതിനാൽ, റിഫ്ലോ ഓവൻ മിനിറ്റിൽ കുറഞ്ഞത് 30 ഇഞ്ച് പ്രോസസ്സ് വേഗത ഉണ്ടായിരിക്കണം.
പ്രോസസ്സ് സ്പീഡ് സമവാക്യം ഉപയോഗിച്ച് ഓവൻ ചേമ്പർ ചൂടാക്കിയ നീളം നിർണ്ണയിക്കുക:
30 ഇഞ്ച്/മിനിറ്റ് =ഓവൻ ചേമ്പർ ചൂടാക്കിയ നീളം
4 മിനിറ്റ്
ഓവൻ ചൂടാക്കിയ നീളം = 120 ഇഞ്ച് (10 അടി)
കൂളിംഗ് വിഭാഗവും കൺവെയർ ലോഡിംഗ് വിഭാഗങ്ങളും ഉൾപ്പെടെ ഓവൻ്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള നീളം 10 അടി കവിയുമെന്ന് ശ്രദ്ധിക്കുക.കണക്കുകൂട്ടൽ ചൂടാക്കിയ നീളത്തിനാണ് - മൊത്തത്തിലുള്ള ഓവൻ നീളമല്ല.
1. കൺവെയർ തരം - മെഷ് കൺവെയർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു മെഷീൻ തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നത് സാധ്യമാണ്, എന്നാൽ സാധാരണയായി എഡ്ജ് കൺവെയറുകൾ ഓവൻ ഇൻ-ലൈനിൽ പ്രവർത്തിക്കാനും ഇരട്ട വശങ്ങളുള്ള അസംബ്ലികൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാനും പ്രാപ്തമാക്കുന്നതിന് വ്യക്തമാക്കുന്നു.എഡ്ജ് കൺവെയറിന് പുറമേ, റിഫ്ലോ പ്രക്രിയയിൽ പിസിബി തൂങ്ങുന്നത് തടയാൻ സാധാരണയായി ഒരു സെൻ്റർ ബോർഡ്-സപ്പോർട്ട് ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട് - ചുവടെ കാണുക.എഡ്ജ് കൺവെയർ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ച് ഡബിൾ സൈഡ് അസംബ്ലികൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുമ്പോൾ, അടിവശം ഘടകങ്ങളെ ശല്യപ്പെടുത്താതിരിക്കാൻ ശ്രദ്ധിക്കണം.
2. സംവഹന ഫാനുകളുടെ വേഗതയ്ക്കായുള്ള ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് നിയന്ത്രണം - SOD323 (ഇൻസേർട്ട് കാണുക) പോലുള്ള ചില ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജുകൾ ഉണ്ട്, അവയ്ക്ക് ചെറിയ കോൺടാക്റ്റ് ഏരിയയും മാസ് റേഷ്യോയും ഉണ്ട്, അവ റിഫ്ലോ പ്രക്രിയയിൽ അസ്വസ്ഥമാകാൻ സാധ്യതയുണ്ട്.കൺവെൻഷൻ ഫാനുകളുടെ ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് സ്പീഡ് കൺട്രോൾ അത്തരം ഭാഗങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന അസംബ്ലികൾക്ക് ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന ഒരു ഓപ്ഷനാണ്.
3. കൺവെയർ, സെൻ്റർ ബോർഡ്-സപ്പോർട്ട് വീതി എന്നിവയുടെ സ്വയമേവയുള്ള നിയന്ത്രണം - ചില മെഷീനുകൾക്ക് മാനുവൽ വീതി ക്രമീകരണം ഉണ്ട്, എന്നാൽ വ്യത്യസ്ത പിസിബി വീതിയിൽ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യേണ്ട വിവിധ അസംബ്ലികൾ ഉണ്ടെങ്കിൽ, സ്ഥിരമായ ഒരു പ്രക്രിയ നിലനിർത്താൻ ഈ ഓപ്ഷൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.
സ്വീകാര്യമായ റിഫ്ലോ പ്രൊഫൈൽ
- സോൾഡർ പേസ്റ്റിൻ്റെ തരം
- പിസിബി മെറ്റീരിയൽ
- പിസിബി കനം
- പാളികളുടെ എണ്ണം
- പിസിബിക്കുള്ളിലെ ചെമ്പിൻ്റെ അളവ്
- ഉപരിതല മൌണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെ എണ്ണം
- ഉപരിതല മൌണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെ തരം
ഒരു റിഫ്ലോ പ്രൊഫൈൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനായി, പിസിബിയിലുടനീളമുള്ള താപനിലയുടെ വ്യാപ്തി അളക്കാൻ തെർമോകോളുകളെ ഒരു സാമ്പിൾ അസംബ്ലിയുമായി (സാധാരണയായി ഉയർന്ന താപനില സോൾഡറിനൊപ്പം) ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.പിസിബിയുടെ അരികിലുള്ള ഒരു പാഡിൽ കുറഞ്ഞത് ഒരു തെർമോകൗളിലെങ്കിലും പിസിബിയുടെ മധ്യഭാഗത്തായി ഒരു പാഡിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന ഒരു തെർമോകോൾ ഉണ്ടായിരിക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.'ഡെൽറ്റ ടി' എന്നറിയപ്പെടുന്ന പിസിബിയിൽ ഉടനീളമുള്ള താപനിലയുടെ മുഴുവൻ ശ്രേണിയും അളക്കാൻ കൂടുതൽ തെർമോകൗളുകൾ ഉപയോഗിക്കേണ്ടതാണ്.
ഒരു സാധാരണ റിഫ്ലോ സോൾഡറിംഗ് പ്രൊഫൈലിൽ സാധാരണയായി നാല് ഘട്ടങ്ങളുണ്ട് - പ്രീഹീറ്റ്, സോക്ക്, റീഫ്ലോ, കൂളിംഗ്.സോൾഡർ ഉരുകാനും ഘടകങ്ങൾക്കോ പിസിബിക്കോ കേടുപാടുകൾ വരുത്താതെ സോൾഡർ ജോയിൻ്റുകൾ രൂപപ്പെടുത്താനും ആവശ്യമായ താപം അസംബ്ലിയിലേക്ക് മാറ്റുക എന്നതാണ് പ്രധാന ലക്ഷ്യം.
മുൻകൂട്ടി ചൂടാക്കുക- ഈ ഘട്ടത്തിൽ, ഘടകങ്ങൾ, പിസിബി, സോൾഡർ എന്നിവയെല്ലാം ഒരു നിർദ്ദിഷ്ട സോക്ക് അല്ലെങ്കിൽ ഡൗൾ ടെമ്പറേച്ചറിലേക്ക് ചൂടാക്കപ്പെടുന്നു (സാധാരണയായി 2ºC/സെക്കൻഡിൽ കൂടരുത് - സോൾഡർ പേസ്റ്റ് ഡാറ്റാഷീറ്റ് പരിശോധിക്കുക).വളരെ വേഗത്തിൽ ചൂടാക്കുന്നത് ഘടകങ്ങൾ പൊട്ടുന്നതിനും സോൾഡർ പേസ്റ്റ് തെറിച്ചു വീഴുന്നതിനും കാരണമാകുന്ന സോൾഡർ ബോളുകൾ പോലെയുള്ള വൈകല്യങ്ങൾക്ക് കാരണമാകും.
കുതിർക്കുക- ഈ ഘട്ടത്തിൻ്റെ ഉദ്ദേശ്യം, റിഫ്ലോ സ്റ്റേജിൽ പ്രവേശിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് എല്ലാ ഘടകങ്ങളും ആവശ്യമായ താപനിലയിൽ ഉണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക എന്നതാണ്.അസംബ്ലിയുടെ 'മാസ് ഡിഫറൻഷ്യൽ', നിലവിലുള്ള ഘടകങ്ങളുടെ തരങ്ങൾ എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ച് സോക്ക് സാധാരണയായി 60 മുതൽ 120 സെക്കൻഡ് വരെ നീണ്ടുനിൽക്കും.സോക്ക് ഘട്ടത്തിൽ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ താപ കൈമാറ്റം കുറഞ്ഞ സമയം ആവശ്യമാണ്.
താഴെ കാണുന്നത് പോലെ മിഡ്-ചിപ്പ് സോൾഡർ ബോളുകൾ/മുത്തുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതാണ് റിഫ്ലോയ്ക്ക് ശേഷമുള്ള ഒരു സാധാരണ സോൾഡറിംഗ് വൈകല്യം.ഈ വൈകല്യത്തിനുള്ള പരിഹാരം സ്റ്റെൻസിൽ ഡിസൈൻ പരിഷ്കരിക്കുക എന്നതാണ് -കൂടുതൽ വിശദാംശങ്ങൾ ഇവിടെ കാണാം.
തണുപ്പിക്കൽ- ഇത് കേവലം അസംബ്ലി തണുപ്പിക്കുന്ന ഘട്ടമാണ്, എന്നാൽ അസംബ്ലി വളരെ വേഗത്തിൽ തണുപ്പിക്കാതിരിക്കേണ്ടത് പ്രധാനമാണ് - സാധാരണയായി ശുപാർശ ചെയ്യുന്ന കൂളിംഗ് നിരക്ക് 3ºC/സെക്കൻഡിൽ കൂടരുത്.
PCB/ഘടകം കാൽപ്പാടുകൾ ഡിസൈൻ
നന്നായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത സ്റ്റെൻസിൽ ഉപയോഗിച്ച് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം പ്രിൻ്റ് ചെയ്ത പിസിബി
ഉപരിതല മൌണ്ട് ഘടകങ്ങളുടെ ആവർത്തിച്ചുള്ള പ്ലേസ്മെൻ്റ്
പിക്ക് ആൻഡ് പ്ലേസ് മെഷീനുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഘടക പ്ലെയ്സ്മെൻ്റ് പ്രോഗ്രാമുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഈ പ്രക്രിയ പിസിബി ഗെർബർ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് സെൻട്രോയിഡ് വിവരങ്ങൾ എടുക്കുന്നത് പോലെ കൃത്യമല്ല.മിക്കപ്പോഴും ഈ സെൻട്രോയ്ഡ് ഡാറ്റ പിസിബി ഡിസൈൻ സോഫ്റ്റ്വെയറിൽ നിന്ന് എക്സ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ ചിലപ്പോൾ ലഭ്യമല്ലഗെർബർ ഡാറ്റയിൽ നിന്ന് സെൻട്രോയിഡ് ഫയൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള സേവനം സർഫേസ് മൗണ്ട് പ്രോസസ് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
എല്ലാ ഘടകങ്ങളുടെ പ്ലെയ്സ്മെൻ്റ് മെഷീനുകൾക്കും ഇനിപ്പറയുന്നവ വ്യക്തമാക്കിയിട്ടുള്ള ഒരു 'പ്ലേസ്മെൻ്റ് കൃത്യത' ഉണ്ടായിരിക്കും:-
35um (QFPs) മുതൽ 60um (ചിപ്സ്) @ 3 സിഗ്മ
ഘടിപ്പിക്കേണ്ട ഘടക തരത്തിനായി ശരിയായ നോസൽ തിരഞ്ഞെടുക്കേണ്ടതും പ്രധാനമാണ് - വ്യത്യസ്ത ഘടക പ്ലെയ്സ്മെൻ്റ് നോസിലുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി ചുവടെ കാണാം:-
നല്ല നിലവാരമുള്ള പിസിബി, ഘടകങ്ങൾ, സോൾഡർ പേസ്റ്റ്
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂൺ-14-2022