වෘත්තීය SMT විසඳුම් සපයන්නා

SMT පිළිබඳ ඔබට ඇති ඕනෑම ප්‍රශ්නයක් විසඳන්න
හිස_බැනරය

මතුපිට සවි කිරීමේ ක්රියාවලිය

Reflow පෑස්සීම යනු මුද්‍රිත පරිපථ පුවරු (PCBs) වෙත මතුපිට සවිකිරීම් සංරචක ඇමිණීමේ බහුලව භාවිතා වන ක්‍රමයයි.ක්‍රියාවලියේ පරමාර්ථය වන්නේ ප්‍රථමයෙන් සංරචක/PCB/සෝල්ඩර් පේස්ට් පෙර රත් කර පසුව අධික උනුසුම් වීමෙන් හානියක් නොවන පරිදි පෑස්සුම් දියකර පිළිගත හැකි පෑස්සුම් සන්ධි සෑදීමයි.

ඵලදායී reflow පෑස්සුම් ක්රියාවලියකට තුඩු දෙන ප්රධාන අංග පහත පරිදි වේ:

  1. සුදුසු යන්ත්රය
  2. පිළිගත හැකි reflow පැතිකඩ
  3. PCB/සංරචක පියසටහන් නිර්මාණය
  4. හොඳින් සැලසුම් කරන ලද ස්ටෙන්සිල් භාවිතයෙන් PCB ප්‍රවේශමෙන් මුද්‍රණය කර ඇත
  5. මතුපිට සවි කිරීම් සංරචක නැවත නැවත ස්ථානගත කිරීම
  6. හොඳ තත්ත්වයේ PCB, සංරචක සහ පෑස්සුම් පේස්ට්

සුදුසු යන්ත්රය

අවශ්‍ය රේඛීය වේගය සහ සැකසීමට අවශ්‍ය PCB එකලස් කිරීමේ සැලසුම්/ද්‍රව්‍ය මත පදනම්ව විවිධ ආකාරයේ reflow පෑස්සුම් යන්ත්‍ර තිබේ.පික් සහ ස්ථාන උපකරණවල නිෂ්පාදන අනුපාතය හැසිරවීමට තෝරාගත් උඳුන සුදුසු ප්‍රමාණයේ විය යුතුය.

රේඛාවේ වේගය පහත පරිදි ගණනය කළ හැක:-

රේඛා වේගය (අවම) =මිනිත්තුවකට පුවරු x පුවරුවකට දිග
පැටවීමේ සාධකය (පුවරු අතර ඉඩ)

ක්‍රියාවලියේ පුනරාවර්තන හැකියාව සලකා බැලීම වැදගත් වන අතර එම නිසා 'ලෝඩ් ෆැක්ටරය' සාමාන්‍යයෙන් යන්ත්‍ර නිෂ්පාදකයා විසින් නියම කරනු ලැබේ, ගණනය කිරීම පහත දැක්වේ:

පෑස්සුම් උඳුන

නිවැරදි ප්‍රමාණයේ රිෆ්ලෝ අවන් තෝරා ගැනීමට හැකි වීම සඳහා ක්‍රියාවලි වේගය (පහත දක්වා ඇත) අවම ගණනය කළ රේඛා වේගයට වඩා වැඩි විය යුතුය.

ක්‍රියාවලි වේගය =උඳුනේ කුටීරය රත් වූ දිග
ක්රියාවලිය වාසය කරන කාලය

පහත දැක්වෙන්නේ නිවැරදි උඳුනේ ප්රමාණය ස්ථාපිත කිරීම සඳහා ගණනය කිරීමේ උදාහරණයක්:-

SMT එකලස් කරන්නෙකුට පැයකට 180 ක අනුපාතයකින් අඟල් 8 පුවරු නිෂ්පාදනය කිරීමට අවශ්‍ය වේ.පෑස්සුම් පේස්ට් නිෂ්පාදකයා විනාඩි 4 ක පියවර තුනක පැතිකඩක් නිර්දේශ කරයි.මෙම ප්‍රතිදානයේදී පුවරු සැකසීමට මට කොපමණ කාලයක් උඳුනක් අවශ්‍යද?

මිනිත්තුවකට පුවරු = 3 (පැයට 180)
පුවරුවක දිග = අඟල් 8 යි
පැටවීමේ සාධකය = 0.8 (පුවරු අතර අඟල් 2 පරතරය)
ක්‍රියාවලිය වාසය කරන කාලය = මිනිත්තු 4

රේඛා වේගය ගණනය කරන්න:(පුවරු 3/මිනි) x (අඟල් 8/පුවරුව)
0.8

රේඛා වේගය = අඟල් 30/විනාඩිය

එබැවින්, reflow උඳුනේ විනාඩියකට අවම වශයෙන් අඟල් 30 ක ක්‍රියාවලි වේගයක් තිබිය යුතුය.

ක්‍රියාවලි වේග සමීකරණය සමඟ උඳුනේ කුටීරයේ රත් වූ දිග තීරණය කරන්න:

30 in/min =උඳුනේ කුටීරය රත් වූ දිග
විනාඩි 4 යි

උඳුන රත් කළ දිග = අඟල් 120 (අඩි 10)

සිසිලන කොටස සහ වාහක පැටවීමේ කොටස් ඇතුළුව උඳුනේ සමස්ත දිග අඩි 10 ඉක්මවන බව සලකන්න.ගණනය කිරීම රත් වූ දිග සඳහා වේ - සමස්ත උඳුනේ දිග නොවේ.

PCB එකලස් කිරීමේ සැලසුම යන්ත්‍ර තේරීමට බලපානු ඇති අතර පිරිවිතරයට එකතු කරන විකල්ප මොනවාද.සාමාන්‍යයෙන් පවතින යන්ත්‍ර විකල්ප පහත පරිදි වේ:-

1. වාහක වර්ගය - දැල් වාහකයක් සහිත යන්ත්‍රයක් තෝරාගත හැකි නමුත් සාමාන්‍යයෙන් දාර වාහක අවන් එක පේළියේ ක්‍රියා කිරීමට සහ ද්විත්ව ඒකපාර්ශ්වික එකලස් කිරීම් සැකසීමට හැකි වන පරිදි නියම කර ඇත.ප්‍රත්‍යාවර්තන ක්‍රියාවලියේදී PCB එල්ලා වැටීම නැවැත්වීම සඳහා දාර වාහකයට අමතරව මධ්‍ය-පුවරු ආධාරකයක් සාමාන්‍යයෙන් ඇතුළත් වේ - පහත බලන්න.දාර වාහක පද්ධතිය භාවිතයෙන් ද්විත්ව ඒක පාර්ශවීය එකලස් කිරීම් සැකසීමේදී යටි පැත්තේ ඇති සංරචක වලට බාධා නොකිරීමට වගබලා ගත යුතුය.

reflow උඳුන

2. සංවහන පංකා වල වේගය සඳහා සංවෘත ලූප පාලනය - SOD323 (ඇතුළත් කිරීම බලන්න) වැනි ඇතැම් මතුපිට සවිකිරීම් පැකේජ ඇත, ඒවා නැවත ගලා යාමේ ක්‍රියාවලියේදී බාධා වීමට ඉඩ ඇති ස්කන්ධ අනුපාතයට කුඩා සම්බන්ධතා ප්‍රදේශයක් ඇත.සම්මුති පංකා වල සංවෘත ලූප් වේග පාලනය එවැනි කොටස් භාවිතා කරන එකලස් කිරීම් සඳහා නිර්දේශිත විකල්පයකි.

3. වාහක සහ මධ්‍ය-පුවරු-ආධාරක පළල ස්වයංක්‍රීයව පාලනය කිරීම - සමහර යන්ත්‍රවල අතින් පළල ගැලපීම් ඇත, නමුත් විවිධ PCB පළල සමඟ සැකසීමට විවිධ එකලස් කිරීම් තිබේ නම්, ස්ථාවර ක්‍රියාවලියක් පවත්වා ගැනීමට මෙම විකල්පය නිර්දේශ කෙරේ.

පිළිගත හැකි Reflow පැතිකඩ

පිළිගත හැකි ප්‍රත්‍යාවර්ත පැතිකඩක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා එක් එක් එකලස්කිරීම් වෙන වෙනම සලකා බැලිය යුතු අතර ප්‍රතික්‍රියා කරන උඳුන ක්‍රමලේඛනය කර ඇති ආකාරය කෙරෙහි බලපාන විවිධ පැති රාශියක් ඇත.වැනි සාධක:-

  1. පෑස්සුම් පේස්ට් වර්ගය
  2. PCB ද්රව්ය
  3. PCB ඝණකම
  4. ස්ථර ගණන
  5. PCB තුළ ඇති තඹ ප්රමාණය
  6. මතුපිට සවි කිරීම් සංරචක ගණන
  7. මතුපිට සවි කිරීමේ සංරචක වර්ගය

තාප පැතිකඩ

 

ප්‍රත්‍යාවර්ත පැතිකඩක් නිර්මාණය කිරීම සඳහා PCB හරහා උෂ්ණත්ව පරාසය මැනීම සඳහා ස්ථාන ගණනාවක නියැදි එකලස් කිරීමකට (සාමාන්‍යයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්ව පෑස්සුම් සහිත) තාපකප්ල සම්බන්ධ කර ඇත.PCB හි මායිම දෙසට පෑඩ් එකක අවම වශයෙන් එක් තාපකයක් හෝ PCB මැද දෙසට පෑඩ් එකක පිහිටා තිබීම නිර්දේශ කෙරේ.'ඩෙල්ටා ටී' ලෙස හඳුන්වන PCB හරහා සම්පූර්ණ උෂ්ණත්ව පරාසය මැනීමට වඩාත් සුදුසු තාපකප්ල භාවිතා කළ යුතුය.

සාමාන්‍ය reflow පෑස්සුම් පැතිකඩක් තුළ සාමාන්‍යයෙන් අදියර හතරක් ඇත - පෙර රත් කිරීම, පොඟවා ගැනීම, නැවත ගලායාම සහ සිසිල් කිරීම.ප්‍රධාන අරමුණ වන්නේ සංරචක හෝ PCB වලට කිසිදු හානියක් සිදු නොවන පරිදි පෑස්සුම් උණු කිරීම සහ පෑස්සුම් සන්ධි සෑදීම සඳහා ප්‍රමාණවත් තාපය එකලස් කිරීම වෙත මාරු කිරීමයි.

පෙර රත් කරන්න- මෙම අදියරේදී සංරචක, PCB සහ පෑස්සුම් සියල්ල නියමිත පොඟවා ගැනීමකට හෝ වාසය කරන උෂ්ණත්වයකට රත් කර ඉතා ඉක්මනින් රත් නොවීමට වගබලා ගනී (සාමාන්‍යයෙන් 2ºC/තත්පරයට වඩා වැඩි නොවේ - පෑස්සුම් පේස්ට් දත්ත පත්‍රිකාව පරීක්ෂා කරන්න).ඉතා ඉක්මනින් රත් කිරීම සංරචක ඉරිතලා යාම සහ පෑස්සුම් පේස්ට් නැවත ගලා යාමේදී පෑස්සුම් බෝල ඉසිලීම වැනි දෝෂ ඇති කරයි.

පෑස්සුම් ගැටළු

පොඟවා ගන්න- මෙම අදියරෙහි අරමුණ වන්නේ ප්‍රත්‍යාවර්තන අදියරට ඇතුළු වීමට පෙර සියලුම සංරචක අවශ්‍ය උෂ්ණත්වය දක්වා සහතික කිරීමයි.එකලස් කිරීමේ 'ස්කන්ධ අවකලනය' සහ පවතින සංරචක වර්ග මත පදනම්ව පොඟවා ගැනීම සාමාන්‍යයෙන් තත්පර 60 සිට 120 දක්වා පවතී.පොඟවා ගැනීමේදී තාප හුවමාරුව වඩාත් කාර්යක්ෂම වන අතර අඩු කාලයක් අවශ්ය වේ.

පින්තූරය

ප්‍රවාහය වෙහෙසට පත්වීමට හේතු විය හැකි බැවින් අධික පොඟවා ගැනීමේ උෂ්ණත්වයක් හෝ වේලාවක් නොතිබීමට වගබලා ගත යුතුය.ප්‍රවාහය අවසන් වී ඇති බවට සලකුණු වන්නේ 'මිදි ගැනීම' සහ 'හිස් කොට්ටය' ය.
පෑස්සුම් ලක්ෂ්යය
නැවත ගලා යාම- මෙය ද්‍රවයක් සෑදීමට හේතු වන පෑස්සුම් පේස්ට් ද්‍රවාංකයට වඩා ප්‍රතිප්‍රවාහ උඳුන තුල උෂ්ණත්වය වැඩි වන අවස්ථාවයි.සංරචක සහ PCB අතර නිවැරදි 'තෙත් කිරීම' සිදු වන බව සහතික කිරීම සඳහා පෑස්සුම් එහි ද්‍රවාංකයට ඉහළින් තබා ඇති කාලය (ද්‍රවයට ඉහලින් ඇති කාලය) වැදගත් වේ.කාලය සාමාන්‍යයෙන් තත්පර 30 සිට 60 දක්වා වන අතර බිඳෙනසුලු පෑස්සුම් සන්ධි ඇතිවීම වැළැක්වීම සඳහා නොඉක්මවිය යුතුය.අධික තාපයට නිරාවරණය වුවහොත් සමහර සංරචක අසමත් විය හැකි බැවින්, ප්‍රත්‍යාවර්තන අවධියේදී උච්ච උෂ්ණත්වය පාලනය කිරීම වැදගත් වේ.
ප්‍රත්‍යාවර්තන පැතිකඩෙහි ප්‍රත්‍යාවර්තන අවධියේදී ප්‍රමාණවත් තාපයක් යෙදී නොමැති නම් පහත රූපවලට සමාන පෑස්සුම් සන්ධි දක්නට ලැබේ:-

පින්තූරය

ඊයම් සහිත ෆිලට් සෑදී නැති පෑස්සුම්
පින්තූරය

සියලුම පෑස්සුම් බෝල දිය වී නැත

ප්‍රතිප්‍රවාහයෙන් පසු සාමාන්‍ය පෑස්සුම් දෝෂයක් වන්නේ පහත දැක්වෙන පරිදි මැද-චිප් පෑස්සුම් බෝල/පබළු සෑදීමයි.මෙම දෝෂයට විසඳුම වන්නේ ස්ටෙන්සිල් මෝස්තරය වෙනස් කිරීමයි -වැඩි විස්තර මෙතනින් බලන්න පුළුවන්.

පින්තූරය

ප්‍රත්‍යාවර්තන ක්‍රියාවලියේදී නයිට්‍රජන් භාවිතය ප්‍රබල ප්‍රවාහ අඩංගු පෑස්සුම් පේස්ට් වලින් ඈත් වීමේ ප්‍රවණතාවය හේතුවෙන් සලකා බැලිය යුතුය.ප්‍රශ්නය ඇත්ත වශයෙන්ම නයිට්‍රජන් නැවත ප්‍රවාහ කිරීමට ඇති හැකියාව නොව ඔක්සිජන් නොමැති විට නැවත ගලා යාමට ඇති හැකියාවයි.ඔක්සිජන් පවතින විට පෑස්සුම් රත් කිරීම ඔක්සයිඩ නිර්මාණය කරයි, ඒවා සාමාන්‍යයෙන් පෑස්සීමට නොහැකි මතුපිටකි.

සිසිලස- මෙය හුදෙක් එකලස් කිරීම සිසිලනය වන අවස්ථාව වන නමුත් එකලස් කිරීම ඉතා ඉක්මනින් සිසිල් නොකිරීම වැදගත් වේ - සාමාන්‍යයෙන් නිර්දේශිත සිසිලන වේගය 3ºC/තත්පරයට නොඉක්මවිය යුතුය.

PCB/Component Footprint Design

එකලස් කිරීමක් කෙතරම් හොඳින් නැවත ගලා යනවාද යන්න කෙරෙහි බලපාන PCB නිර්මාණයේ අංග ගණනාවක් තිබේ.උදාහරණයක් ලෙස සංඝටක පියසටහනකට සම්බන්ධ වන ධාවන පථවල ප්‍රමාණය - සංරචක පියසටහනක එක් පැත්තකට සම්බන්ධ වන ධාවන පථය අනෙක් පැත්තට වඩා විශාල නම්, පහත දැක්වෙන පරිදි එම කොටස 'සොහොන් ගල' බවට පත් කරන තාප අසමතුලිතතාවයක් ඇති විය හැක:-

පින්තූරය

තවත් උදාහරණයක් නම් 'තඹ තුලනය' - බොහෝ PCB මෝස්තර විශාල තඹ ප්‍රදේශ භාවිතා කරන අතර නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියට සහාය වීම සඳහා pcb පැනලයකට දැමුවහොත් එය තඹ අසමතුලිතතාවයට හේතු විය හැක.මෙය නැවත ගලා යාමේදී පැනලය විකෘති වීමට හේතු විය හැකි අතර එබැවින් නිර්දේශිත විසඳුම වන්නේ පුවරුවේ අපද්‍රව්‍ය ප්‍රදේශවලට 'තඹ තුලනය' එකතු කිරීම පහත පරිදිය:-

පින්තූරය

බලන්න'නිෂ්පාදනය සඳහා නිර්මාණය'වෙනත් සලකා බැලීම් සඳහා.

හොඳින් සැලසුම් කරන ලද ස්ටෙන්සිල් භාවිතයෙන් PCB ප්‍රවේශමෙන් මුද්‍රණය කර ඇත

පින්තූරය

මතුපිට සවිකිරීම් එකලස්කිරීමේ පෙර ක්‍රියාවලි පියවර ඵලදායී reflow පෑස්සුම් ක්‍රියාවලියක් සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.එමපෑස්සුම් පේස්ට් මුද්‍රණ ක්‍රියාවලියPCB මත පෑස්සුම් පේස්ට් ස්ථාවර තැන්පතු සහතික කිරීම සඳහා ප්රධාන වේ.මෙම අදියරේදී කිසියම් වරදක් අනවශ්ය ප්රතිඵලවලට තුඩු දෙනු ඇති අතර එම නිසා මෙම ක්රියාවලිය සම්පූර්ණයෙන් පාලනය කරනු ඇතඵලදායී ස්ටෙන්සිල් නිර්මාණයඅවශ්යයි.


මතුපිට සවි කිරීම් සංරචක නැවත නැවත ස්ථානගත කිරීම

පින්තූරය

පින්තූරය

සංරචක ස්ථානගත කිරීමේ විචලනය
මතුපිට සවිකිරීම් සංරචක ස්ථානගත කිරීම පුනරාවර්තනය විය යුතු අතර එබැවින් විශ්වාසදායක, හොඳින් නඩත්තු කරන ලද පික් සහ ස්ථාන යන්ත්‍රයක් අවශ්‍ය වේ.සංරචක පැකේජ නිවැරදි ආකාරයෙන් උගන්වන්නේ නැතිනම් එය යන්ත්‍ර දර්ශන පද්ධතියට එක් එක් කොටස එකම ආකාරයෙන් නොපෙනීමට හේතු විය හැකි අතර එම නිසා ස්ථානගත කිරීමේ විචලනය නිරීක්ෂණය කෙරේ.මෙය reflow පෑස්සුම් ක්රියාවලියෙන් පසු නොගැලපෙන ප්රතිඵලවලට තුඩු දෙනු ඇත.

සංරචක ස්ථානගත කිරීමේ වැඩසටහන් පික් සහ ස්ථාන යන්ත්‍ර භාවිතයෙන් නිර්මාණය කළ හැකි නමුත් මෙම ක්‍රියාවලිය PCB Gerber දත්ත වලින් කෙලින්ම කේන්ද්‍රගත තොරතුරු ලබා ගැනීම තරම් නිවැරදි නොවේ.බොහෝ විට මෙම කේන්ද්‍රීය දත්ත PCB නිර්මාණ මෘදුකාංගයෙන් අපනයනය කරන නමුත් සමහර විට ලබා ගත නොහැකGerber දත්ත වලින් කේන්ද්‍රගත ගොනුව ජනනය කිරීමේ සේවාව Surface Mount Process මගින් පිරිනමනු ලැබේ.

සියලුම සංරචක ස්ථානගත කිරීමේ යන්ත්‍රවලට පහත සඳහන් පරිදි නිශ්චිතව දක්වා ඇති 'ස්ථානගත කිරීමේ නිරවද්‍යතාවයක්' ඇත:-

35um (QFPs) සිට 60um (චිප්ස්) @ 3 සිග්මා

තැබිය යුතු සංරචක වර්ගය සඳහා නිවැරදි තුණ්ඩය තෝරා ගැනීම ද වැදගත් වේ - විවිධ සංරචක ස්ථානගත කිරීමේ තුණ්ඩ පරාසයක් පහතින් දැකිය හැක:-

පින්තූරය

හොඳ තත්ත්වයේ PCB, සංරචක සහ පෑස්සුම් පේස්ට්

ක්‍රියාවලියේදී භාවිතා කරන සියලුම අයිතමවල ගුණාත්මක භාවය ඉහළ විය යුතුය, මන්ද දුර්වල තත්ත්වයේ ඕනෑම දෙයක් අනවශ්‍ය ප්‍රතිඵලවලට තුඩු දෙනු ඇත.PCB වල නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සහ ඒවා ගබඩා කර ඇති ආකාරය අනුව PCB වල නිමාව නැවත ගලා යාමේ පෑස්සුම් ක්‍රියාවලියේදී දුර්වල පෑස්සුම් හැකියාවට හේතු විය හැක.පහත දැක්වෙන්නේ PCB හි මතුපිට නිමාව දුර්වල වන විට 'Black Pad' ලෙස හැඳින්වෙන දෝෂයකට තුඩු දෙන දෙයට උදාහරණයක්:-

පින්තූරය

හොඳ තත්ත්වයේ PCB නිමාව
පින්තූරය

ටාර්නිෂ්ඩ් පීසීබී
පින්තූරය

පීසීබී නොව සංරචකයට ගලා යන සොල්ඩර්
ඒ හා සමාන ආකාරයකින් නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සහ ගබඩා කිරීමේ ක්‍රමය මත පදනම්ව මතුපිට සවිකිරීමේ සංරචක ඊයම්වල ගුණාත්මක භාවය දුර්වල විය හැක.

පින්තූරය

පෑස්සුම් පේස්ට් වල ගුණාත්මක භාවයට බෙහෙවින් බලපායිගබඩා කිරීම සහ හැසිරවීම.පහත දැක්වෙන පරිදි දුර්වල තත්ත්වයේ පෑස්සුම් පේස්ට් භාවිතා කළහොත් ප්රතිඵල ලබා දීමට ඉඩ ඇත:-

පින්තූරය

 


පසු කාලය: ජූනි-14-2022