वेव सोल्डरिंग थ्रू-होल असेंबली के लिए वर्कहॉर्स प्रक्रिया बनी हुई है, और फ्लक्स इसका अनसंग एनेबलर है। रसायन विज्ञान सीधा-सादा लगता है {{2}ऑक्साइड को हटाने और गीलापन को बढ़ावा देने के लिए एक प्रतिक्रियाशील माध्यम लागू करें{{3}लेकिन सैद्धांतिक समझ और उत्पादन स्तर की वास्तविकता के बीच का अंतर वह है जहां अधिकांश इंजीनियर जल जाते हैं। वस्तुतः, कभी-कभी, जब फ्लक्स अवशेष में आग लग जाती है क्योंकि किसी ने लगातार तीन दिनों तक विशिष्ट गुरुत्व रीडिंग को नजरअंदाज कर दिया है।
वह मौलिक गलती जो हर कोई सबसे पहले करता है
पिछले कुछ वर्षों में मैंने शायद चालीस वेव सोल्डरिंग लाइनों का ऑडिट किया है। पैटर्न निराशाजनक रूप से सुसंगत है: ऑपरेटर सोल्डर पॉट पर ध्यान केंद्रित करते हैं। तापमान, रुकने का समय, लहर की ऊंचाई, कन्वेयर गति इन पर ध्यान दिया जाता है क्योंकि ये दृश्यमान होते हैं। फ्लक्स स्टेशन अपस्ट्रीम में चुपचाप अपना काम करता है, और जब तक दोष बढ़ नहीं जाता तब तक कोई इसके बारे में नहीं सोचता।
यहाँ क्या होता है. एक लाइन कई हफ्तों तक खूबसूरती से चलती है। फिर ब्रिजिंग बढ़ती है. या गीला होने से ENIG पैड खराब हो जाते हैं। इंजीनियर तरंग मापदंडों को समायोजित करता है। मदद नहीं करता. पहले से गरम कर देता है. अभी भी कुछ नहीं. तीन दिन बाद, अंततः किसी ने फ्लक्स की जांच की और पाया कि यह 0.82 के बजाय 0.78 विशिष्ट गुरुत्व पर चल रहा है। सक्रिय तत्व वाष्पित हो गए। वे लाइन के गलत हिस्से में भूतों का पीछा कर रहे थे।
फ्लक्स कोई "सेट करो और भूल जाओ" सामग्री नहीं है।
फोम बनाम स्प्रे: बहस जो ख़त्म नहीं होगी
फोमिंग सिस्टम हमेशा से मौजूद रहे हैं। झरझरा पत्थर या ट्यूब बुलबुले बनाता है, पीसीबी फोम हेड से गुजरता है, फ्लक्स स्थानांतरित होता है। सरल। रखरखाव के लिए सस्ता. काम करता है.
समस्या एकरूपता की है. फोम सेल का आकार फ्लक्स चिपचिपाहट के साथ भिन्न होता है, जो तापमान के साथ बदलता है, जो दिन भर उतार-चढ़ाव करता है। सुबह का उत्पादन दोपहर से अलग चलता है। सोमवार शुक्रवार से भिन्न है, विशेषकर यदि सप्ताहांत की पाली में फ्लक्सर कवर नहीं हुआ और आधा विलायक वाष्पित हो गया।
स्प्रे फ़्लक्सिंग से इनमें से अधिकांश सिरदर्द हल हो गए। परमाणुकृत बूंदें समान रूप से जमा होती हैं। आप विभिन्न उत्पादों के लिए अलग-अलग स्प्रे पैटर्न प्रोग्राम कर सकते हैं। अपशिष्ट नाटकीय रूप से कम हो जाता है क्योंकि आप हर जगह फोम संपर्क की अपेक्षा करने के बजाय वही लागू कर रहे हैं जो आवश्यक है।
लेकिन {{0}और यह महत्वपूर्ण है-स्प्रे सिस्टम उसी तरह विफल होते हैं जिस तरह फोम सिस्टम विफल होते हैं। नोजल क्लॉग एक स्पष्ट समस्या है। कम स्पष्ट मुद्दा पैटर्न बहाव है। एक स्प्रे नोजल जो 15% ख़राब हो चुका है, फिर भी स्प्रे करता है। यह सिर्फ खराब स्प्रे करता है। देखने में कवरेज ठीक दिखता है. डाउनस्ट्रीम के तीन स्टेशनों के निरीक्षण में खामियाँ दिखाई दीं। मैंने कई हफ़्तों तक सुविधाओं को ख़राब स्प्रे पैटर्न चलाते देखा है क्योंकि किसी के पास कोई संदर्भ छवि नहीं थी कि सही स्प्रे वास्तव में कैसा दिखता है।
फोम उपेक्षा के प्रति अधिक क्षमाशील है। स्प्रे परिश्रम को पुरस्कृत करता है।
विशिष्ट गुरुत्व जुनून (और यह उचित क्यों है)
अधिकांश फ्लक्स विनिर्देशों के लिए दैनिक विशिष्ट गुरुत्व जांच की आवश्यकता होती है। कुछ सुविधाएं इसे नौकरशाही बॉक्स जांच के रूप में मानती हैं। उन सुविधाओं में उपज संबंधी समस्याएं हैं।
तर्क सीधा है. फ्लक्स वीओसी अनुरूप फॉर्मूलेशन के लिए विलायक में सक्रिय अवयवों का एक समाधान है, जो आमतौर पर अल्कोहल पर आधारित होता है, हालांकि पुराने आइसोप्रोपेनॉल सिस्टम अभी भी मौजूद हैं। विलायक वाष्पित हो जाता है। सक्रिय तत्व नहीं हैं. जैसे-जैसे एकाग्रता बदलती है, वैसे-वैसे प्रदर्शन भी बदलता है।
बहुत पतला: अपर्याप्त ऑक्साइड निष्कासन, खराब गीलापन, ठंडे सोल्डर जोड़ जो स्वीकार्य लगते हैं लेकिन थर्मल साइक्लिंग में विफल हो जाते हैं।
बहुत अधिक संकेंद्रित: अत्यधिक अवशेष, अनुरूप कोटिंग के तहत संभावित संक्षारण, जिसके बारे में चिपचिपी फिल्म क्यूए शिकायत करती है।
स्वीकार्य बैंड अधिकांश लोगों की अपेक्षा से अधिक संकीर्ण है। "0.80-0.85 एसजी" पढ़ने वाले विनिर्देश का मतलब यह नहीं है कि 0.80 और 0.85 समान रूप से स्वीकार्य हैं। निर्माता ने एक विशिष्ट सांद्रता पर फॉर्मूलेशन को अनुकूलित किया है - शायद 0.82 या 0.83 के आसपास - और सीमा सहनीय विचलन का प्रतिनिधित्व करती है, लक्ष्य क्षेत्रों का नहीं।
जिस एक सुविधा पर मैंने काम किया, उसने पहले -पास यील्ड के विरुद्ध उनकी विशिष्ट गुरुत्व रीडिंग को प्लॉट किया। सहसंबंध अद्भुत था. उपज 0.825 एसजी पर पहुंच गई और ±0.015 से अधिक गिर गई। वे 0.79 से 0.86 तक कहीं भी चल रहे थे, यह इस बात पर निर्भर करता है कि किसने और कब जाँच की। उस एक पैरामीटर को कसने से उनकी संख्या में छह प्रतिशत का सुधार हुआ।
छह प्रतिशत. हाइड्रोमीटर को सही ढंग से पढ़ने से।
कवरेज की मात्रा पर कोई भी सहमत नहीं है
पांच फ़्लक्स आपूर्तिकर्ताओं से पूछें कि एक बोर्ड पर कितनी सामग्री जमा करनी चाहिए और आपको पांच अलग-अलग उत्तर मिलेंगे। विशिष्टताएँ मौजूद हैं {{1}आम तौर पर 200{3}}600 माइक्रोग्राम प्रति वर्ग सेंटीमीटर, न के लिए {{4}साफ, पानी के लिए अधिक{{5}घुलनशील-लेकिन वास्तविक जमाव को मापना मामूली बात नहीं है।
वजन मापने की विधि काम करती है. बोर्ड को तौलें. इसे फ्लक्स करें. फिर से वजन करें. सतह क्षेत्र के आधार पर गणना करें. सिद्धांत रूप में सटीक. व्यवहार में, जैसे ही आप इसे स्केल पर रखते हैं, बोर्ड हवा से नमी सोखना शुरू कर देता है। आर्द्रता त्रुटि उत्पन्न करती है। फ्लक्स स्वयं वाष्पित हो रहा है। आपका माप किसी गतिशील लक्ष्य का स्नैपशॉट कैप्चर करता है।
फ्लक्स टेस्ट पेपर एक त्वरित दृश्य संदर्भ प्रदान करता है। रंग परिवर्तन कवरेज को इंगित करता है. लेकिन यह गुणात्मक है, मात्रात्मक नहीं। यह जांचने के लिए अच्छा है कि फ्लक्स किसी विशेष क्षेत्र तक पहुंचा या नहीं। प्रक्रिया नियंत्रण के लिए कम अच्छा है.
वास्तव में क्या मायने रखता है: बोर्ड के निचले हिस्से को बिना किसी पूलिंग और सूखे धब्बे के पूर्ण, समान फ्लक्स कवरेज दिखाना चाहिए। यदि आप स्प्रे की सतह पर अलग-अलग बूंदों के पैटर्न देख सकते हैं, तो इसका मतलब है कि कुछ गड़बड़ है, या तो दबाव बहुत अधिक है, दूरी गलत है, या फ्लक्स की चिपचिपाहट कम हो गई है। एकसमान हल्का गीलापन ही लक्ष्य है.
प्रीहीट: जहां फ्लक्स केमिस्ट्री और थर्मल फिजिक्स टकराते हैं
प्रीहीट ज़ोन कई उद्देश्यों को पूरा करता है, और फ्लक्स सक्रियण उनमें से केवल एक है। घटक तनाव में कमी, नमी का हटना, तरंग पर थर्मल झटका कम होना, प्रीहीटिंग के सभी वैध कारण। लेकिन फ्लक्स विशेष ध्यान देने की मांग करता है।
अधिकांश फ्लक्स फॉर्मूलेशन 80{5}}120 डिग्री के बीच सक्रिय होते हैं। उस सीमा के नीचे, ऑक्साइड निष्कासन अधूरा है। इसके ऊपर, आप सक्रिय अवयवों को काम करने से पहले ही जला रहे हैं। रसायन शास्त्र के अनुसार मीठा स्थान अलग-अलग होता है, लेकिन प्रीहीट के अंत में 100-110 डिग्री का टॉपसाइड बोर्ड तापमान आम तौर पर सामान्य गैर-स्वच्छ फॉर्मूलेशन के साथ अच्छे परिणाम देता है।
थर्मोकपल प्लेसमेंट मायने रखता है। इंजीनियर ऊपरी सतह का तापमान मापते हैं क्योंकि यह आसान है। लेकिन नीचे की तरफ {{2}जहां फ्लक्स वास्तव में सोल्डर से संपर्क करता है{{3}हीटर तत्वों के सीधे संपर्क के कारण अधिक गर्म हो जाता है। शीर्ष पर 105 डिग्री पढ़ने वाला बोर्ड नीचे पर 130 डिग्री हो सकता है। यह कई फ्लक्स रसायन शास्त्र के लिए बहुत गर्म है। लहर से पहले सक्रिय लोग चले गए हैं।
मैंने इसे कभी किसी प्रक्रिया विनिर्देश में प्रलेखित नहीं देखा है। हर कोई ऊपरी भाग को मापता है। हर कोई मानता है कि निचला भाग आनुपातिक रूप से अनुसरण करता है। यह अक्सर नहीं होता है, विशेष रूप से असमान द्रव्यमान वितरण वाले बहुपरत बोर्डों पर।
पानी में घुलनशील जाल
पानी में घुलनशील फ्लक्स का एक जबरदस्त फायदा है: सक्रियता। रसायन शास्त्र आक्रामक है. ऑक्साइड निष्कासन पूरी तरह से है। गीला करना उत्कृष्ट है. परिणाम सुंदर दिखते हैं.
समस्या यह है कि आपको इसे अवश्य साफ करना चाहिए। यह एक महत्वपूर्ण समस्या है। पानी में घुलने वाला अवशेष हीड्रोस्कोपिक और प्रवाहकीय होता है। इसे बोर्ड पर छोड़ दें, इसे किसी भी नमी के संपर्क में रखें, और आप आसन्न निशानों पर इलेक्ट्रोकेमिकल सेल बना रहे हैं। संक्षारण होता है। असफलताएँ उसका अनुसरण करती हैं।
कुछ असेंबलर इसे कठिन तरीके से समझते हैं। वे पानी में घुलनशील फ्लक्स चलाते हैं क्योंकि गीला करना बेहतर होता है, फिर सफाई करना छोड़ देते हैं क्योंकि बोर्ड "ठीक दिखते हैं।" छह महीने बाद, क्षेत्र में विफलताएं शुरू हो जाती हैं। तब तक, मूल कारण का पता लगाने के लिए फोरेंसिक विश्लेषण की आवश्यकता होती है। उत्पादन रिकॉर्ड अब मौजूद भी नहीं हो सकते हैं।
यदि आप मान्य धुलाई प्रक्रियाओं और आयनिक संदूषण परीक्षण के साथ {{0}वास्तव में साफ नहीं कर सकते हैं तो {{1}पानी का उपयोग न करें{{2}घुलनशील फ्लक्स। प्रदर्शन लाभ विश्वसनीयता जोखिम के लायक नहीं है।
नहीं-स्वच्छ: वह समझौता जिसे हर कोई स्वीकार करता है
आधुनिक नं0{0}}स्वच्छ फॉर्मूलेशन एक इंजीनियरिंग समझौते का प्रतिनिधित्व करते हैं। प्रक्रिया के बाद सफाई की आवश्यकता के बिना अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए गतिविधि पर्याप्त है। अवशेषों को सौम्य {{4} गैर - प्रवाहकीय, गैर {{6} संक्षारक, कॉस्मेटिक रूप से स्वीकार्य होने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
"सौम्य होने के लिए डिज़ाइन किया गया" उस वाक्य में बहुत काम कर रहा है।
नहीं-स्वच्छ अवशेष व्यवहार प्रक्रिया निष्पादन पर निर्भर करता है। उचित प्रीहीट फ्लक्स को पूरी तरह से सक्रिय कर देता है, और अवशेष एक स्थिर, कठोर फिल्म में पोलीमराइज़ हो जाता है। अपर्याप्त प्रीहीट से सक्रिय तत्व प्रतिक्रियाहीन हो जाते हैं। वे अवशेष चिपचिपे बने रहते हैं। वे संदूषण को आकर्षित करते हैं। अनुरूप कोटिंग के तहत, वे आसंजन विफलता और बुलबुले का कारण बनते हैं।
अवशेषों की उपस्थिति आपको कुछ बताती है। थोड़ा एम्बर और सूखा: शायद ठीक है। सफेद और क्रिस्टलीय: अपूर्ण प्रतिक्रिया, पहले से गरम होने की संभावना। 24 घंटों के बाद गीला या चिपचिपा: निश्चित रूप से एक समस्या।
कुछ विशिष्टताएँ दृश्यमान अवशेषों की अनुमति देती हैं। अन्य नहीं करते. उत्पादन शुरू करने से पहले जानें कि आपका ग्राहक क्या स्वीकार करता है, गुणवत्ता अस्वीकृति के बाद नहीं।
हलोजन प्रश्न
हैलाइड युक्त फ्लक्स आक्रामक रूप से सक्रिय होते हैं और खूबसूरती से गीले होते हैं। वे अधिकांश उच्च विश्वसनीयता विनिर्देशों में भी विफल रहते हैं। ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, मेडिकल-ये क्षेत्र संक्षारण संबंधी चिंताओं के कारण बड़े पैमाने पर हैलोजन पर प्रतिबंध लगाते हैं।
माप सीमा मायने रखती है. "हैलोजन-मुक्त" का मतलब शून्य हैलाइड नहीं है। इसका मतलब है कि प्रति जे {{3} एसटीडी {{7 }}004 का पता लगाने की सीमा से नीचे, आमतौर पर क्लोरीन और ब्रोमीन के लिए वजन के हिसाब से 0.05%। हैलोजन-मुक्त लेबल वाले कुछ फॉर्मूलेशन में तकनीकी रूप से ट्रेस हैलोजन होते हैं; वे रिपोर्टिंग सीमा से ठीक नीचे हैं।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए, यह आमतौर पर कोई मायने नहीं रखता। ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कम वातावरण में पंद्रह वर्षों तक जीवित रहने की उम्मीद है, ऐसा हो सकता है। यह समझना कि आपका उत्पाद कहां समाप्त होता है, यह निर्धारित करता है कि आपको फ्लक्स रसायन विज्ञान के बारे में कितना पागल होना चाहिए।
जब सब कुछ विफल हो जाता है: डायग्नोस्टिक लॉजिक
ब्रिजिंग दिखाई देती है. आपको फ्लक्स पर संदेह है. लेकिन दोष के कई संभावित कारण हैं।
पहले स्पष्ट जांचें. क्या कुछ बदला है? नया फ्लक्स लॉट? ऑपरेटर समायोजन? पर्यावरण परिवर्तन? ये प्रश्न बुनियादी लगते हैं. वे 60% समस्याएं पकड़ लेते हैं।
फिर फ्लक्स योगदान को अलग करें। बोर्ड को केवल फ्लक्सिंग के माध्यम से चलाएँ, कोई तरंग एक्सपोज़र न हो। कोटिंग की जांच करें. यहां तक की? पूरा? कोई खाली स्थान जहां पैड को फ्लक्स नहीं मिला? नंगे धब्बे असुविधाजनक सटीकता के साथ खराब गीलापन की भविष्यवाणी करते हैं।
यदि कवरेज अच्छा दिखता है, तो जमाव की मात्रा और विशिष्ट गुरुत्व को मापें। विशिष्टता के भीतर? पहले से गरम सत्यापन के लिए आगे बढ़ें।
यदि कवरेज अच्छा दिखता है, मात्रा अच्छी दिखती है, विशिष्ट गुरुत्व अच्छा दिखता है, और प्रीहीट अच्छा दिखता है -फ्लक्स शायद आपकी समस्या नहीं है। कहीं और देखो. तरंग गतिकी, दूषित सोल्डर, बोर्ड सतह फिनिश संबंधी समस्याएं। प्रवाह का पीछा करना और समय बर्बाद करना बंद करो।
अनुशासन यह जानना है कि फ्लक्स जांच कब पूरी हो गई है और अन्य चर की ओर बढ़ रहा है।
रखरखाव: उबाऊ हिस्सा जो मायने रखता है
स्प्रे नोजल प्रतिस्थापन एक शेड्यूल का पालन करता है, न कि "जब यह खराब दिखता है" दृष्टिकोण का पालन करता है। फ्लक्स रसायन विज्ञान और परिचालन स्थितियों के आधार पर, ऑपरेशन के हर 500-1000 घंटे। अम्लीय फॉर्मूलेशन नोजल को तेजी से ख़राब करते हैं।
फोम के पत्थर बंद हो जाते हैं। सरंध्रता कम हो जाती है। फोम की ऊंचाई धीरे-धीरे कम हो जाती है, इतनी धीरे-धीरे कि दैनिक ऑपरेटर को इसका ध्यान ही नहीं चलता। कभी-कभी किसी नये पत्थर से तुलना करें। अंतर आपको आश्चर्यचकित कर सकता है.
समय के साथ ट्यूबिंग सख्त हो जाती है। पंप डायाफ्राम घिस जाते हैं। फ़िल्टर संतृप्त. इनमें से किसी के बारे में बात करना दिलचस्प नहीं है। यह सब इस बात को प्रभावित करता है कि फ्लक्स प्रणाली आपकी प्रक्रिया की अपेक्षाओं को पूरा करती है या नहीं।
अंतिम विचार, जैसे वे हैं
फ्लक्स तकनीक ग्लैमरस नहीं है. यह व्यापार प्रकाशन नहीं बनाता है. कोई भी व्यक्ति "फ्लक्स विशेषज्ञ" बनकर अपना करियर नहीं बनाता है। लेकिन वेव सोल्डरिंग का प्रदर्शन अधिकांश उत्पादन टीमों की तुलना में फ्लक्स नियंत्रण पर अधिक निर्भर करता है।
तकनीकें स्वयं जटिल नहीं हैं: विशिष्ट गुरुत्व की निगरानी करें, उपकरण बनाए रखें, कवरेज सत्यापित करें, अनुप्रयोग आवश्यकताओं के लिए रसायन विज्ञान का मिलान करें, पहले से गरम सत्यापन को न छोड़ें। साधारण सामान. कठिनाई यह है कि इसे लगातार करना, दिन-ब-दिन, जब अधिक बोर्ड चलाने का दबाव होता है और हाइड्रोमीटर की जांच करने का दबाव कम होता है।
मैंने जो भी उच्च उपज तरंग सोल्डरिंग लाइन देखी है उनमें एक बात समान थी। फ्लक्स प्रक्रिया का स्वामित्व किसी के पास था। एक अतिरिक्त कर्तव्य के रूप में नहीं. प्राथमिक जिम्मेदारी के रूप में. उस स्वामित्व ने अंतर पैदा किया।
