वेव सोल्डरिंग फर्नेस और रिफ्लो ओवन

वेव वेल्डिंग और रिफ्लो वेल्डिंग क्या हैं? इनसे संबंधित उत्पादन में किन बातों का ध्यान रखना चाहिए?

वेव वेल्डिंग में, डिज़ाइन की आवश्यकता के अनुसार सोल्डर वेव पीक बनाने के लिए इलेक्ट्रिक पंप या इलेक्ट्रोमैग्नेटिक पंप जेट का उपयोग करके सोल्डरिंग सामग्री (लेड-टिन मिश्र धातु) को पिघलाया जाता है। साथ ही, सोल्डर पूल में नाइट्रोजन इंजेक्ट करके भी ऐसा किया जा सकता है, जिससे पहले से कंपोनेंट्स लगे प्रिंटेड सर्किट बोर्ड सोल्डर वेव पीक से गुजर सके। इस प्रकार, कंपोनेंट्स के वेल्डिंग सिरे या पिन और प्रिंटेड सर्किट बोर्ड के पैड के बीच यांत्रिक और विद्युत कनेक्शन की सॉफ्ट सोल्डरिंग की जाती है। मशीन द्वारा उपयोग किए जाने वाले विभिन्न ज्यामिति वाले वेव पीक के आधार पर, वेव वेल्डिंग सिस्टम को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

वेव वेल्डिंग प्रक्रिया: घटक को संबंधित घटक छेद में डालें → प्री-कोटिंग फ्लक्स → प्री-बेकिंग (तापमान 90-1000 डिग्री सेल्सियस, लंबाई 1-1.2 मीटर) → वेव वेल्डिंग (220-2400 डिग्री सेल्सियस) → अतिरिक्त प्लग फीट हटाएँ → निरीक्षण।

रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया में, प्रिंटेड बोर्ड के पैड पर पहले से वितरित गाढ़े सोल्डर को फिर से पिघलाकर, सतह पर असेंबल किए गए घटक के वेल्डिंग सिरे या पिन और प्रिंटेड बोर्ड के पैड के बीच यांत्रिक और विद्युत कनेक्शन की सोल्डरिंग की जाती है।

पर्यावरण संरक्षण के प्रति लोगों की बढ़ती जागरूकता के साथ वेव वेल्डिंग एक नई वेल्डिंग तकनीक है। पहले इसमें टिन-लेड मिश्र धातु का उपयोग होता था, लेकिन लेड एक भारी धातु है जो मानव शरीर के लिए बहुत हानिकारक है। इसलिए अब लेड-मुक्त प्रक्रिया उपलब्ध है। इसमें *Sn, Ag, Cu मिश्र धातु* और विशेष फ्लक्स का उपयोग किया जाता है, और वेल्डिंग के लिए आवश्यक तापमान को पहले से ही काफी बढ़ाना पड़ता है। पीसीबी बोर्ड को वेल्डिंग क्षेत्र से गुजारने के बाद एक कूलिंग ज़ोन वर्कस्टेशन की भी आवश्यकता होती है। एक ओर, थर्मल शॉक से बचाव के लिए, वहीं दूसरी ओर, यदि कोई आईसीटी (सूक्ष्म, संचार और संचार तकनीक) संबंधी समस्या हो तो उसका पता लगाने में बाधा आ सकती है।

N2 सुरक्षा क्यों आवश्यक है?

असेंबली घनत्व में वृद्धि के साथ, फाइन पिच असेंबली तकनीक के आगमन ने नाइट्रोजन-भरे रिफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रिया और उपकरण विकसित किए हैं, जिससे रिफ्लो सोल्डरिंग की गुणवत्ता और उत्पादन में सुधार हुआ है, और यह रिफ्लो सोल्डरिंग के विकास की दिशा बन गई है। नाइट्रोजन रिफ्लो सोल्डरिंग के निम्नलिखित लाभ हैं:

ऑक्सीकरण में कमी को रोकें

वेल्डिंग के लिए गीलापन बल बढ़ाना और गीलापन की गति तेज करना

इस आविष्कार से टिन की गेंदों का उत्पादन कम हो सकता है, ब्रिजिंग से बचा जा सकता है और अच्छी वेल्डिंग गुणवत्ता प्राप्त की जा सकती है।

निर्धारित वेल्डिंग गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कि कम सक्रिय फ्लक्स वाले सोल्डर पेस्ट का उपयोग किया जा सके। इससे सोल्डर जोड़ का प्रदर्शन बेहतर होता है और आधार सामग्री के रंग में परिवर्तन कम होता है। हालांकि, इसका नुकसान यह है कि लागत स्पष्ट रूप से बढ़ जाती है। नाइट्रोजन की मात्रा बढ़ने के साथ यह लागत भी बढ़ती है। भट्टी में 1000ppm ऑक्सीजन स्तर और 50ppm ऑक्सीजन स्तर प्राप्त करने के लिए नाइट्रोजन की मांग अलग-अलग होती है। वर्तमान में, टिन पेस्ट निर्माता ऐसे वॉश-फ्री सोल्डर पेस्ट विकसित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं जो उच्च ऑक्सीजन स्तर वाले वातावरण में भी अच्छी तरह से वेल्डिंग कर सके, जिससे नाइट्रोजन की खपत कम हो सके।

मध्य रिफ्लो सोल्डरिंग में नाइट्रोजन के उपयोग को लेकर लागत-लाभ विश्लेषण करना आवश्यक है। इसके लाभों में उत्पाद की पैदावार, गुणवत्ता में सुधार, पुनः कार्य या मरम्मत की लागत में कमी आदि शामिल हैं। संपूर्ण विश्लेषण से अक्सर पता चलता है कि नाइट्रोजन के उपयोग से अंतिम लागत में वृद्धि नहीं होती है, बल्कि इसके विपरीत, इससे लाभ ही होता है।

वर्तमान में उपयोग होने वाली अधिकांश भट्टियाँ जबरन गर्म हवा परिसंचरण प्रकार की होती हैं, जिनमें नाइट्रोजन की खपत को नियंत्रित करना आसान नहीं होता है। इस आविष्कार में नाइट्रोजन गैस की खपत को कम करने के कई तरीके बताए गए हैं, जिनमें भट्टी के प्रवेश और निकास द्वार के क्षेत्रफल को कम करना शामिल है। महत्वपूर्ण तरीका यह है कि प्रवेश और निकास द्वार के अनुपयोगी हिस्से को बंद करने के लिए क्लैपबोर्ड, रोलिंग कर्टन या इसी तरह की सामग्री का उपयोग किया जाए। दूसरा तरीका यह है कि इस सिद्धांत का उपयोग किया जाए कि गर्म नाइट्रोजन गैस की परत हवा से हल्की होती है और आसानी से मिश्रित नहीं होती है। भट्टी को डिजाइन करते समय, हीटिंग चैंबर को प्रवेश और निकास द्वार से ऊँचा रखा जाता है, जिससे हीटिंग चैंबर में एक प्राकृतिक नाइट्रोजन परत बन जाती है, नाइट्रोजन गैस की क्षतिपूर्ति मात्रा कम हो जाती है और आवश्यक शुद्धता बनी रहती है।

उपकरण सहसंबंध का अनुप्रयोग उदाहरण

ऑक्सीजन की मात्रा और नाइट्रोजन प्रवाह विनियमन का आरेख

कार्यप्रवाह