गुणवत्ता नियंत्रण में सीसा रहित और सीसा रहित प्रक्रियाओं के बीच मुख्य अंतर क्या हैं?

परिचय

पीसीबीए विनिर्माण क्षेत्र में, लेड से लेड मुक्त सोल्डरिंग में परिवर्तन न केवल सामग्रियों के प्रतिस्थापन का प्रतिनिधित्व करता है, बल्कि थर्मोडायनामिक्स, धातु विज्ञान और उपकरण परिशुद्धता को शामिल करते हुए एक व्यापक प्रक्रिया उन्नयन का प्रतिनिधित्व करता है। RoHS निर्देश वर्षों से प्रभावी होने के बावजूद, सीसा मुक्त सोल्डरिंग से उत्पन्न चुनौतियाँ, जिनमें उच्च गलनांक, खराब वेटेबिलिटी और सामग्री तनाव के मुद्दे शामिल हैं, उत्पादन स्तर पर कारखानों की गुणवत्ता नियंत्रण क्षमताओं का परीक्षण करने वाले महत्वपूर्ण कारक बने हुए हैं।

ऊंचे गलनांक से पीसीबी और घटकों के लिए थर्मल चुनौतियां

लेड आधारित सोल्डर केवल 183 डिग्री पर पिघलता है, जबकि मेनस्ट्रीम लेड आधारित सोल्डर 217 डिग्री पर पिघलता है। यह 34 डिग्री की वृद्धि सीधे पीसीबीए प्रक्रियाओं में चरम रिफ्लो तापमान को 240 डिग्री -250 डिग्री की सीमा तक बढ़ा देती है।

ऐसे ऊंचे तापमान पर, पीसीबी सब्सट्रेट्स में राल भौतिक क्षरण के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है, जिससे प्रदूषण या मलिनकिरण होता है। इसके साथ ही, इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर और कनेक्टर्स जैसे ताप संवेदनशील घटकों की थर्मल सहनशक्ति सीमा को गंभीर चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। गुणवत्ता नियंत्रण सामग्री सेवन चरण में शुरू होना चाहिए, पीसीबी के टीडी (थर्मल अपघटन तापमान) और घटकों की थर्मल रेटिंग का सख्ती से ऑडिट करना चाहिए। व्यवहार में, तकनीशियनों को ओवन के तापमान प्रोफाइल को बारीक रूप से ट्यून करने के लिए मल्टी {{4}प्वाइंट थर्मामीटर का उपयोग करना चाहिए, जिससे स्थानीय ओवरहीटिंग को रोकने के लिए बड़े, उच्च {5}हीट{6}क्षमता वाले घटकों और छोटे, कम{7}हीट{{8}क्षमता वाले सूक्ष्म{9}घटकों के बीच तापमान के अंतर को कम किया जा सके।

गीली असमानताओं के कारण सोल्डर संयुक्त उपस्थिति मानदंड में परिवर्तन

लेड मुक्त सोल्डर, लेड सोल्डर की तुलना में काफी अधिक सतह तनाव प्रदर्शित करता है, जिसके परिणामस्वरूप गीलापन के गुण तुलनात्मक रूप से कम होते हैं। पीसीबीए प्रसंस्करण के दृश्य निरीक्षण के दौरान, सीसा मुक्त सोल्डर जोड़ अब सीसे वाले जोड़ों की दर्पण जैसी चमकदार विशेषता प्रदर्शित नहीं करते हैं। इसके बजाय, वे एक सूक्ष्म मैट फिनिश प्रदर्शित करते हैं, जिसमें सोल्डर की ऊंचाई और फैलाव कोण अक्सर लीडेड प्रक्रियाओं की तुलना में कम स्पष्ट होता है।

इस भौतिक संपत्ति परिवर्तन के लिए QA टीमों के लिए अद्यतन मूल्यांकन मानदंड की आवश्यकता है। नेतृत्व युग से "उज्ज्वल, पूर्ण और गोल" मानकों का आँख बंद करके अनुसरण करने से आसानी से अत्यधिक पुनर्कार्य हो सकता है, जो संभावित रूप से पैड पर आईएमसी परत को नुकसान पहुंचा सकता है। फोकस वेटेबिलिटी कोण और अंडरफिल कवरेज को मापने पर केंद्रित होना चाहिए। लेड मुक्त सोल्डर जोड़ों की अनूठी आकृति विज्ञान को फिर से तैयार करने के लिए उच्च{{3}रिज़ॉल्यूशन वाले एओआई एल्गोरिदम का उपयोग करना गलत निर्णयों को रोकता है जो उत्पादन हानि का कारण बनते हैं।

आईएमसी परत वृद्धि दर और सोल्डर संयुक्त भंगुरता प्रबंधन

सीसा मुक्त प्रक्रियाओं का उच्च{{0}तापमान वाला वातावरण IMC परत के विकास को तेज़ करता है। जबकि स्थिर सोल्डरिंग के लिए मध्यम आईएमसी आवश्यक है, SAC305 जैसे सीसा मुक्त मिश्र धातु सोल्डरिंग के दौरान अत्यधिक मोटे Cu6Sn5 या Ag3Sn इंटरमेटेलिक यौगिक बनाते हैं, जिससे जोड़ों की भंगुरता काफी बढ़ जाती है।

जब पीसीबीए घटक गिरने के प्रभाव, कंपन, या थर्मल विस्तार/संकुचन तनाव का अनुभव करते हैं, तो अत्यधिक भंगुर संयुक्त इंटरफेस के फ्रैक्चर होने का खतरा होता है। गुणवत्ता प्रबंधन को सख्त माध्यमिक रिफ्लो प्रतिबंध स्थापित करना चाहिए और महत्वपूर्ण स्टेशनों पर सोल्डरिंग आयरन युक्तियों की गतिशील तापमान निगरानी को लागू करना चाहिए ताकि मैन्युअल सोल्डरिंग के दौरान नाजुक धातु परतों को और प्रेरित करने से तात्कालिक उच्च तापमान को रोका जा सके। ऑटोमोटिव या औद्योगिक नियंत्रण उत्पादों के लिए, दीर्घकालिक तनाव चक्रों के तहत यांत्रिक विश्वसनीयता को मान्य करने के लिए थर्मल शॉक परीक्षण जोड़ा जाना चाहिए।

फ्लक्स गतिविधि और अवशिष्ट आयन सफाई

उच्च तापमान पर लेड मुक्त सोल्डर की अत्यंत तीव्र ऑक्सीकरण दर के कारण, संबंधित लेड मुक्त फ्लक्स में आमतौर पर एक्टिवेटर और रोसिन का अनुपात अधिक होता है। उच्च तापमान प्रतिक्रियाओं के बाद इन घटकों द्वारा उत्पादित अवशेषों को हटाना अक्सर अधिक कठिन होता है और उच्च विद्युत प्रवासन जोखिम पैदा करता है।

पीसीबीए निर्माण के दौरान, स्व-निरीक्षण में सोल्डरिंग बोर्ड की सतह की सफाई के बाद प्राथमिकता दी जानी चाहिए। यदि अनुरूप कोटिंग से पहले आयन सफाई अधूरी है, तो अवशिष्ट सक्रियकर्ता आर्द्र वातावरण में डेंड्राइट वृद्धि को प्रेरित कर सकते हैं, जिससे सूक्ष्म शॉर्ट सर्किट हो सकते हैं। कारखानों को नियमित रूप से सफाई समाधान आयन सांद्रता का परीक्षण करना चाहिए और सीसा मुक्त प्रक्रियाओं के लिए अल्ट्रासोनिक या स्प्रे सफाई दबाव मापदंडों को अनुकूलित करना चाहिए।

निष्कर्ष

सीसा रहित प्रक्रियाओं को अपनाने से स्वाभाविक रूप से प्रक्रिया विंडो के भीतर सहनशीलता का अंतर कम हो जाता है। यदि आपको लेड से लेड मुक्त विनिर्माण में संक्रमण के दौरान ग्रे सोल्डर जोड़ों, घटकों को थर्मल क्षति, या दीर्घकालिक विश्वसनीयता में कमी जैसी तकनीकी बाधाओं का सामना करना पड़ता है, तो यह इंगित करता है कि आपके गुणवत्ता नियंत्रण तर्क को गहन भौतिक और रासायनिक उन्नयन की आवश्यकता है।

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