سرفیس ماؤنٹ کا عمل

ریفلو سولڈرنگ سرفیس ماؤنٹ کے اجزاء کو پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈز (PCBs) سے منسلک کرنے کا سب سے زیادہ استعمال شدہ طریقہ ہے۔اس عمل کا مقصد پہلے اجزاء/PCB/سولڈر پیسٹ کو پہلے سے گرم کرکے اور پھر زیادہ گرم ہونے سے نقصان پہنچائے بغیر سولڈر کو پگھلا کر قابل قبول سولڈر جوڑ بنانا ہے۔

کلیدی پہلو جو ایک مؤثر ریفلو سولڈرنگ کے عمل کی طرف لے جاتے ہیں درج ذیل ہیں:

1. مناسب مشین
2. قابل قبول ریفلو پروفائل
3. پی سی بی/اجزاء فوٹ پرنٹ ڈیزائن
4. اچھی طرح سے ڈیزائن شدہ سٹینسل کا استعمال کرتے ہوئے پی سی بی کو احتیاط سے پرنٹ کریں۔
5. سطح کے ماؤنٹ اجزاء کی بار بار جگہ کا تعین
6. اچھے معیار کا پی سی بی، اجزاء اور سولڈر پیسٹ

مناسب مشین

مختلف قسم کی ریفلو سولڈرنگ مشین دستیاب ہے جو کہ ضروری لائن کی رفتار اور PCB اسمبلیوں کے ڈیزائن/مٹیریل پر عملدرآمد کے لیے دستیاب ہے۔پک اینڈ پلیس آلات کی پیداواری شرح کو سنبھالنے کے لیے منتخب تندور کا سائز مناسب ہونا چاہیے۔

لائن کی رفتار کا حساب ذیل میں دکھایا جا سکتا ہے:-

لائن کی رفتار (کم سے کم) =بورڈز فی منٹ x لمبائی فی بورڈ
لوڈ فیکٹر (بورڈز کے درمیان جگہ)

یہ ضروری ہے کہ عمل کے دوبارہ ہونے کی صلاحیت پر غور کیا جائے اور اس لیے 'لوڈ فیکٹر' عام طور پر مشین بنانے والے کے ذریعہ بیان کیا جاتا ہے، حساب ذیل میں دکھایا گیا ہے:

درست سائز کے ریفلو اوون کو منتخب کرنے کے لیے عمل کی رفتار (ذیل میں بیان کی گئی ہے) کم از کم حساب کی گئی لائن کی رفتار سے زیادہ ہونی چاہیے۔

عمل کی رفتار =تندور چیمبر گرم لمبائی
پروسیسنگ ٹائم

تندور کا درست سائز قائم کرنے کے لیے ذیل میں حساب کی ایک مثال ہے:-

ایک ایس ایم ٹی اسمبلر 180 فی گھنٹہ کی شرح سے 8 انچ بورڈ تیار کرنا چاہتا ہے۔سولڈر پیسٹ بنانے والا 4 منٹ، تین قدمی پروفائل کی سفارش کرتا ہے۔اس تھرو پٹ پر بورڈز کو پروسیس کرنے کے لیے مجھے کتنے عرصے تک اوون کی ضرورت ہے؟

بورڈز فی منٹ = 3 (180/گھنٹہ)
لمبائی فی بورڈ = 8 انچ
لوڈ فیکٹر = 0.8 (بورڈز کے درمیان 2 انچ کی جگہ)
پروسیس ڈویل ٹائم = 4 منٹ

لائن کی رفتار کا حساب لگائیں:(3 بورڈز/منٹ) x (8 انچ/بورڈ)
0.8

لائن کی رفتار = 30 انچ/منٹ

لہذا، ریفلو اوون میں کم از کم 30 انچ فی منٹ عمل کی رفتار ہونی چاہیے۔

عمل کی رفتار کی مساوات کے ساتھ اوون چیمبر کی گرم لمبائی کا تعین کریں:

30 انچ/منٹ =تندور چیمبر گرم لمبائی
4 منٹ

تندور کی گرم لمبائی = 120 انچ (10 فٹ)

نوٹ کریں کہ اوون کی مجموعی لمبائی 10 فٹ سے زیادہ ہوگی بشمول کولنگ سیکشن اور کنویئر لوڈنگ سیکشن۔حساب گرم لمبائی کے لیے ہے - مجموعی طور پر اوون کی لمبائی نہیں۔

2. کنویکشن پنکھوں کی رفتار کے لیے بند لوپ کنٹرول - کچھ سطحی ماؤنٹ پیکجز ہیں جیسے SOD323 (انسرٹ دیکھیں) جن میں بڑے پیمانے پر تناسب سے ایک چھوٹا رابطہ ایریا ہوتا ہے جو ری فلو کے عمل کے دوران پریشان ہونے کے لیے حساس ہوتا ہے۔کنونشن کے پرستاروں کا بند لوپ اسپیڈ کنٹرول ایسے حصوں کو استعمال کرنے والی اسمبلیوں کے لیے ایک تجویز کردہ آپشن ہے۔

3. کنویئر اور سینٹر بورڈ سپورٹ چوڑائیوں کا خودکار کنٹرول - کچھ مشینوں میں دستی چوڑائی کی ایڈجسٹمنٹ ہوتی ہے لیکن اگر مختلف پی سی بی چوڑائیوں کے ساتھ بہت سی مختلف اسمبلیوں پر کارروائی کی جانی ہے تو اس آپشن کو ایک مستقل عمل کو برقرار رکھنے کی سفارش کی جاتی ہے۔

قابل قبول ریفلو پروفائل

ریفلو پروفائل بنانے کے لیے تھرموکوپلز کو پی سی بی میں درجہ حرارت کی حد کی پیمائش کرنے کے لیے متعدد مقامات پر نمونہ اسمبلی (عام طور پر اعلی درجہ حرارت کے سولڈر کے ساتھ) سے منسلک کیا جاتا ہے۔کم از کم ایک تھرموکوپل پی سی بی کے کنارے کی طرف پیڈ پر اور ایک تھرموکوپل پی سی بی کے وسط کی طرف پیڈ پر رکھنے کی سفارش کی جاتی ہے۔مثالی طور پر پورے پی سی بی میں درجہ حرارت کی مکمل حد کی پیمائش کرنے کے لیے زیادہ تھرموکوپل استعمال کیے جانے چاہئیں - جسے 'ڈیلٹا ٹی' کہا جاتا ہے۔

ایک عام ریفلو سولڈرنگ پروفائل کے اندر عام طور پر چار مراحل ہوتے ہیں - پہلے سے گرم، لینا، ریفلو اور کولنگ۔بنیادی مقصد سولڈر کو پگھلانے اور اجزاء یا پی سی بی کو کوئی نقصان پہنچائے بغیر سولڈر جوائنٹ بنانے کے لیے اسمبلی میں کافی حرارت منتقل کرنا ہے۔

پہلے سے گرم کرنا- اس مرحلے کے دوران اجزاء، پی سی بی اور سولڈر سبھی کو ایک مخصوص سوک یا رہنے والے درجہ حرارت پر گرم کیا جاتا ہے اس بات کا خیال رکھتے ہوئے کہ زیادہ تیزی سے گرم نہ ہو (عام طور پر 2ºC/سیکنڈ سے زیادہ نہیں - سولڈر پیسٹ ڈیٹا شیٹ کو چیک کریں)۔بہت تیزی سے گرم کرنے سے نقائص پیدا ہو سکتے ہیں جیسے کہ اجزاء میں شگاف پڑنا اور ٹانکا لگانے والا پیسٹ چھڑکنے کا سبب بن سکتا ہے جس کی وجہ سے ری فلو کے دوران ٹانکا لگانا بالز بنتا ہے۔

لینا- اس مرحلے کا مقصد یہ یقینی بنانا ہے کہ ریفلو مرحلے میں داخل ہونے سے پہلے تمام اجزاء مطلوبہ درجہ حرارت پر ہوں۔اسمبلی کے 'بڑے پیمانے پر فرق' اور موجود اجزاء کی اقسام پر منحصر ہے کہ بھگونا عام طور پر 60 اور 120 سیکنڈ کے درمیان رہتا ہے۔بھگونے کے مرحلے کے دوران گرمی کی منتقلی جتنی زیادہ موثر ہوگی اتنا ہی کم وقت درکار ہوگا۔

اگر ریفلو اسٹیج کے دوران ریفلو پروفائل میں ناکافی حرارت کا اطلاق ہوتا ہے تو نیچے دی گئی تصاویر کی طرح سولڈر جوائنٹ نظر آئیں گے:-

ٹانکا لگانا سیسہ کے ساتھ فلیٹ نہیں بنتا

تمام سولڈر گیندیں نہیں پگھلیں۔

ری فلو کے بعد سولڈرنگ کی ایک عام خرابی مڈ چپ سولڈر بالز/مقعے کی تشکیل ہے جیسا کہ نیچے دیکھا جا سکتا ہے۔اس خرابی کا حل سٹینسل کے ڈیزائن میں ترمیم کرنا ہے۔مزید تفصیلات یہاں دیکھی جا سکتی ہیں۔.

ریفلو کے عمل کے دوران نائٹروجن کے استعمال پر غور کیا جانا چاہیے کیونکہ ٹانکا لگانے والے پیسٹ سے دور جانے کے رجحان کی وجہ سے جس میں مضبوط بہاؤ ہوتا ہے۔مسئلہ واقعی نائٹروجن میں دوبارہ بہنے کی صلاحیت کا نہیں ہے، بلکہ آکسیجن کی عدم موجودگی میں دوبارہ بہنے کی صلاحیت کا ہے۔آکسیجن کی موجودگی میں سولڈر کو گرم کرنے سے آکسائیڈز پیدا ہوں گی، جو عام طور پر سولڈر نہ ہونے والی سطحیں ہوتی ہیں۔

کولنگ- یہ صرف وہ مرحلہ ہے جس کے دوران اسمبلی کو ٹھنڈا کیا جاتا ہے لیکن یہ ضروری ہے کہ اسمبلی کو زیادہ تیزی سے ٹھنڈا نہ کیا جائے - عام طور پر ٹھنڈک کی تجویز کردہ شرح 3ºC/سیکنڈ سے زیادہ نہیں ہونی چاہیے۔

پی سی بی/جزو فوٹ پرنٹ ڈیزائن

پی سی بی ڈیزائن کے بہت سے پہلو ہیں جو اس بات پر اثر انداز ہوتے ہیں کہ اسمبلی کتنی اچھی طرح سے ری فلو ہوگی۔ایک مثال جزو کے نشان سے جڑنے والی پٹریوں کا سائز ہونا - اگر کسی جزو کے نشان کے ایک طرف سے جڑنے والا ٹریک دوسرے سے بڑا ہے تو یہ تھرمل عدم توازن کا باعث بن سکتا ہے جس کی وجہ سے حصہ 'ٹوم اسٹون' بن سکتا ہے جیسا کہ ذیل میں دیکھا جا سکتا ہے:-

ایک اور مثال 'کاپر بیلنسنگ' ہے - پی سی بی کے بہت سے ڈیزائن میں تانبے کے بڑے حصے استعمال کیے جاتے ہیں اور اگر پی سی بی کو مینوفیکچرنگ کے عمل میں مدد کے لیے پینل میں رکھا جاتا ہے تو یہ تانبے میں عدم توازن کا باعث بن سکتا ہے۔یہ ری فلو کے دوران پینل کو تپنے کا سبب بن سکتا ہے اور اس لیے تجویز کردہ حل یہ ہے کہ پینل کے فضلہ والے علاقوں میں 'کاپر بیلنسنگ' شامل کیا جائے جیسا کہ ذیل میں دیکھا جا سکتا ہے:-

دیکھیں'تیار کے لیے ڈیزائن'دیگر تحفظات کے لیے۔

اچھی طرح سے ڈیزائن شدہ سٹینسل کا استعمال کرتے ہوئے پی سی بی کو احتیاط سے پرنٹ کریں۔

سطح کے ماؤنٹ اسمبلی کے اندر پہلے کے عمل کے اقدامات ایک مؤثر ری فلو سولڈرنگ کے عمل کے لیے اہم ہیں۔دیسولڈر پیسٹ پرنٹنگ کے عملپی سی بی پر سولڈر پیسٹ کی مسلسل جمع کو یقینی بنانے کے لیے کلید ہے۔اس مرحلے پر کوئی بھی غلطی ناپسندیدہ نتائج کا باعث بنے گی اور اس کے ساتھ ساتھ اس عمل پر مکمل کنٹرول بھی ہوگا۔مؤثر سٹینسل ڈیزائنضرورت ہے.

سطح کے ماؤنٹ اجزاء کی بار بار جگہ کا تعین

اجزاء کی جگہ کا تغیر

سطح کے ماؤنٹ اجزاء کی جگہ کا تعین دوبارہ قابل ہونا چاہیے اور اس لیے ایک قابل اعتماد، اچھی طرح سے برقرار رکھنے والی پک اینڈ پلیس مشین ضروری ہے۔اگر اجزاء کے پیکجوں کو صحیح طریقے سے نہیں سکھایا جاتا ہے تو اس کی وجہ سے مشینوں کا وژن سسٹم ہر ایک حصے کو ایک ہی طرح سے نہیں دیکھ سکتا اور اس لیے جگہ کا تعین کرنے میں تبدیلی دیکھی جائے گی۔یہ ریفلو سولڈرنگ کے عمل کے بعد متضاد نتائج کا باعث بنے گا۔

پک اینڈ پلیس مشینوں کا استعمال کرتے ہوئے اجزاء کی جگہ کا تعین کرنے کے پروگرام بنائے جا سکتے ہیں لیکن یہ عمل اتنا درست نہیں ہے جتنا کہ پی سی بی جربر ڈیٹا سے براہ راست سینٹروڈ معلومات لینا۔اکثر یہ سینٹروڈ ڈیٹا پی سی بی ڈیزائن سافٹ ویئر سے ایکسپورٹ کیا جاتا ہے لیکن کبھی کبھار دستیاب نہیں ہوتا اور اسی طرحسرفیس ماؤنٹ پروسیس کی طرف سے جربر ڈیٹا سے سینٹروڈ فائل بنانے کی خدمت پیش کی جاتی ہے.

تمام اجزاء کی جگہ کا تعین کرنے والی مشینوں میں ایک 'پلیسمنٹ درستگی' کی وضاحت کی جائے گی جیسے: -

35um (QFPs) سے 60um (چپس) @ 3 سگما

یہ بھی ضروری ہے کہ صحیح نوزل ​​کا انتخاب کیا جائے جس کے اجزاء کی قسم رکھی جائے - مختلف اجزاء کی جگہ کے نوزلز کی ایک رینج ذیل میں دیکھی جا سکتی ہے:-

اچھے معیار کا پی سی بی، اجزاء اور سولڈر پیسٹ

عمل کے دوران استعمال ہونے والی تمام اشیاء کا معیار بلند ہونا چاہیے کیونکہ ناقص معیار کی کوئی بھی چیز ناپسندیدہ نتائج کا باعث بنے گی۔پی سی بی کے مینوفیکچرنگ کے عمل اور پی سی بی کے فنش کو جس طریقے سے ذخیرہ کیا گیا ہے اس پر منحصر ہے کہ ریفلو سولڈرنگ کے عمل کے دوران سولڈریبلٹی خراب ہو سکتی ہے۔ذیل میں اس کی ایک مثال دی گئی ہے کہ جب پی سی بی پر سطح کی تکمیل خراب ہوتی ہے تو اسے 'بلیک پیڈ' کے نام سے جانا جاتا خرابی پیدا ہوتی ہے:-

اچھے معیار کا پی سی بی ختم

داغدار پی سی بی

ٹانکا لگانا جزو میں بہہ رہا ہے نہ کہ پی سی بی

اسی طرح مینوفیکچرنگ کے عمل اور اسٹوریج کے طریقہ کار کے لحاظ سے سطح کے ماؤنٹ جزو لیڈز کا معیار خراب ہو سکتا ہے۔

سولڈر پیسٹ کا معیار بہت زیادہ متاثر ہوتا ہے۔اسٹوریج اور ہینڈلنگ.ناقص معیار کا سولڈر پیسٹ اگر استعمال کیا جائے تو اس کے نتائج دینے کا امکان ہے جیسا کہ ذیل میں دیکھا جا سکتا ہے:-