PCB বোর্ডে SMD থার্মিস্টরগুলি সঠিকভাবে সোল্ডার করার পদ্ধতি?

SMD থার্মিস্টর: কেন প্রতিটি কম্পোনেন্ট অনন্য?

NTC ও PTC থার্মিস্টরের মধ্যে তাপীয় ভর ও সোল্ডারিং সংবেদনশীলতার পার্থক্য

NTC এবং PTC থার্মিস্টরগুলির মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য হলো তাদের তাপমাত্রার প্রতি প্রতিক্রিয়া: NTC-এর প্রতিরোধ হ্রাস পায় এবং PTC-এর প্রতিরোধ বৃদ্ধি পায়। এটি তাদের সোল্ডারিং-সম্পর্কিত তাপীয় প্রতিক্রিয়ায় প্রধান পার্থক্য নির্ধারণ করে। 0402 এবং 0603 প্যাকেজের মতো ছোট প্যাকেজে কাজ করা NTC ও PTC থার্মিস্টরগুলি খুব দ্রুত উত্তপ্ত হয় এবং সোল্ডারিং-সম্পর্কিত তাপীয় আঘাতের শিকার হয়। 0805 এবং বড় প্যাকেজগুলি অধিক তাপীয় ভর প্রদান করে, কিন্তু ধীরে ধীরে তাপ শোষণ করে এবং ধীরগতির ও মৃদু তাপীয় প্রক্রিয়া সহ্য করতে পারে। লক্ষ্য করুন যে, NTC সিরামিক থার্মিস্টরগুলি বিদ্যমান এবং তাদের সোল্ডারিংয়ের সময় সর্বোচ্চ তাপমাত্রা ২৬০° সেলসিয়াসের নিচে রাখা আবশ্যিক। এই সীমার উপরে সোল্ডারিং করলে সূক্ষ্ম ফাটল সৃষ্টি হয়, যা থার্মিস্টরগুলি ব্যবহারে আসার পরেই প্রকট হতে পারে। PTC পলিমার থার্মিস্টর ২৩০° সেলসিয়াসের উপরে ক্ষয়প্রাপ্ত হয়, তাই সোল্ডারিং পদ্ধতি কীভাবে নির্বাচন করা হয় তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ২০২৩ সালের IPC সোল্ডারিং ত্রুটি প্রতিবেদন অনুসারে, SMD থার্মিস্টরগুলির ৪২% সোল্ডারিং প্রোফাইল ত্রুটির সরাসরি কারণ ছিল।

এসএমডি থার্মিস্টর: ইলেকট্রোস্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ইএসডি) এর প্রতি সংবেদনশীলতার প্রভাব এবং থার্মিস্টর ডিজাইনে এর প্রভাব

এসএমডি থার্মিস্টরগুলির অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রার সিরামিক সাবস্ট্রেট এবং মাইক্রোমিটার ইলেকট্রোডগুলির কারণে এগুলি অত্যন্ত ইএসডি-সংবেদনশীল। মানুষের ইএসডি থ্রেশহোল্ডের তুলনায় অনেক কম হওয়া সত্ত্বেও ১০০ ভোল্টের ইএসডি শক থার্মিস্টরের আয়ু পর্যন্ত ৩০% পর্যন্ত কমিয়ে দিতে পারে। এই থ্রেশহোল্ডের ইএসডি শক ইএসডি-নিরাপদ সরঞ্জাম—যেমন টুইজার্স, গ্রাউন্ডেড ওয়ার্কস্টেশন এবং আয়নাইজড এয়ারফ্লো—ব্যবহারের প্রবণতা বাড়ায়। এদের অতি-নিম্ন বর্তনী ডিভাইসগুলিতে (যার কার্যকরী কারেন্ট <১ মিলি অ্যাম্পিয়ার) প্রয়োগ করা হলে নিয়ন্ত্রিত ফ্লাক্সের চাহিদা তৈরি হয়। অত্যধিক ফ্লাক্স অবাঞ্ছিত পরিবাহী অবশিষ্টাংশ তৈরি করে, যা বর্তনীর খোলা প্রান্তগুলিকে সংযুক্ত করতে পারে অথবা লিকেজের পথ তৈরি করতে পারে, যার ফলে অবাঞ্ছিত বর্তনী ত্রুটি এবং অশুদ্ধতা ঘটতে পারে। এই সীমাবদ্ধতাগুলির কারণে নির্মাতা সোল্ডারিংয়ের জন্য সর্বোচ্চ রিফ্লো তাপমাত্রা ২৫০° ± ১০°সেলসিয়াস নির্ধারণ করেছেন, যাতে গড় কার্যকরী তাপমাত্রার নীচে থাকা যায় এবং সোল্ডার জয়েন্টের সমগ্রতা বজায় রাখার জন্য একটি স্থায়ী বিন্দু পাওয়া যায় যাতে অভ্যন্তরীণ স্তর বিচ্ছিন্ন হওয়ার ঝুঁকি কমানো যায়। নির্মাতার অ্যাসেম্বলি যাচাইকরণে থার্মিস্টরের ত্রুটির হার ৬০% বৃদ্ধি পাওয়া গেছে।

এসএমডি থার্মিস্টর সোল্ডারিংয়ের জন্য সরঞ্জাম ও ব্যবস্থার পরিশীলন

০৪০২–০৮০৫ প্যাকেজের জন্য হট এয়ার স্টেশন ও মাইক্রো-টিপ সোল্ডারিং আয়রন নির্বাচন ও সামঞ্জস্য করা

০৪০২–০৮০৫ থার্মিস্টর সোল্ডার করার সময়, ±২°সে সূক্ষ্ম-গ্রেনুলার বায়ুপ্রবাহ সহ হট এয়ার স্টেশন এবং ≤০.৮ মিমি টিপ বিশিষ্ট মাইক্রো-টিপ সোল্ডারিং আয়রন ব্যবহার করে সোল্ডার করা সংযোগগুলি পৃথক করা যায়, যেখানে সোল্ডারিং আয়রনগুলি ব্রিজিংয়ে সহায়তা করে। উন্নত সোল্ডারিং সরঞ্জামের জন্য মাসিক ক্যালিব্রেশন এবং ট্রেসেবল তাপীয় সেন্সর ব্যবহার করা হয়; ±৫°সে তাপমাত্রার উল্লেখযোগ্য পতন কোল্ড সোল্ডার জয়েন্ট গঠনের ঝুঁকি বাড়ায়। ম্যানুয়াল সোল্ডারিংয়ের ক্ষেত্রে আয়রন টিপগুলি ৩৫০ থেকে ৩৮০°সে-এর মধ্যে রাখা হয়, অন্যদিকে হট এয়ার সোল্ডারিংয়ের ক্ষেত্রে তাপমাত্রা ≤২৮০°সে রাখা হয় এবং সর্বোচ্চ সোল্ডারিং র্যাম্প রেট ২°সে/সেকেন্ড হওয়া আবশ্যিক।

এসএমডি থার্মিস্টর সোল্ডারিংয়ের সময় ফ্লাক্স নির্বাচন, ফ্লাক্স প্রয়োগ এবং তাপীয় প্রোফাইল

নো-ক্লিন কম অবশিষ্টাংশযুক্ত এবং হ্যালোজেন-মুক্ত ফ্লাক্সগুলি গুণগত প্যাসিভ ইলেকট্রনিক্স-গ্রেড সোল্ডার জয়েন্ট গঠন এবং শ্রম ঘণ্টার জন্য সর্বোত্তম, কারণ এই ফ্লাক্সগুলি রেজিন ও দ্রাব্যতা থেকে মুক্ত। ফ্লাক্সটি নির্দিষ্টভাবে প্রয়োগ করা উচিত এবং তাপমাপক বডি-তে প্রয়োগ করা উচিত নয়, যাতে তামা উপাদানের কার্বনাইজেশন এবং বিচ্ছেদ প্রতিরোধের ইম্পিড্যান্স বৃদ্ধি না হয়। সোল্ডারিংয়ের জন্য ১৫০–১৮০°সে পূর্ব-তাপীকরণ (৬০ থেকে ৯০ সেকেন্ড), ১৮০–২০০°সে সোকিং (৬০ থেকে ১২০ সেকেন্ড), ইউটেকটিকের উপরে ২২০–২৫০°সে শীর্ষ রিফ্লো (৪৫ থেকে ৬০ সেকেন্ড) এবং <৪°সে/সেকেন্ড নিয়ন্ত্রিত শীতলীকরণ—এই রিফ্লো সোল্ডারিং প্রোফাইল ব্যবহার করতে হবে। রিফ্লো সোল্ডারিং প্রোফাইলটি সোল্ডার জয়েন্টের সন্নিকটে ক্যালিব্রেটেড তাপীয় প্রোফাইল এবং সিস্টেমের তাপীয় স্বাক্ষরের সাথে যাচাই করা উচিত।

এসএমডি থার্মিস্টর সোল্ডারিং প্রক্রিয়াকে চারটি প্রধান ধাপে ভাগ করা যায়: নিয়ন্ত্রিত টিনিং, সঠিক স্থাপন, ডুয়াল-হিট রিফ্লো এবং রিয়েল-টাইম তাপীয় মনিটরিং।

পরিমাপের সময় দেখা যাওয়া তাপীয় ভর এবং হিস্টেরেসিসকে প্রতিরোধ করতে, শুধুমাত্র একটি পাতলা, অবিচ্ছিন্ন ফিলেট তৈরি করার জন্য যথেষ্ট সোল্ডার পেস্ট প্রয়োগ করুন। ±০.১ মিমি-এর মধ্যে সঠিক স্থাপন অর্জন করতে, থার্মিস্টরগুলি ইলেকট্রো-স্ট্যাটিক ডিসচার্জ (ESD)-নিরাপদ, চৌম্বকীয় প্রতিরোধী টুইজার্স ব্যবহার করে এবং ১০× বর্ধন সহ নির্বাচন ও স্থাপন করা উচিত। বোর্ড-স্তরের পূর্ব-উত্তাপন ১৫০°সে-এ পৌঁছানোর সাথে সাথে টার্মিনাল উত্তাপন করুন, যেখানে একটি মাইক্রো-টিপ আয়রন ২৮০°সে-এ সেট করে এবং আয়রনটি ৩ সেকেন্ডের বেশি সময় প্রয়োগ না করে ব্যবহার করা হয়। কর্ণাকার রিফ্লো পদ্ধতি প্রয়োগ করা হবে, যেখানে মাইক্রো-টিপ আয়রনটি থার্মিস্টরের সিরামিক দেহের সঙ্গে যোগাযোগ করবে না। রিফ্লো প্রক্রিয়ার জন্য, একটি ডুয়াল-জোন ইনফ্রারেড (IR) পোর্টেবল রিফ্লো ওভেন ব্যবহার করে টার্মিনাল তাপমাত্রা ২০০°সে-এ নিয়ন্ত্রণ করুন। রিফ্লো সোল্ডারিংয়ের মান গ্রহণযোগ্য স্তরে নিয়ন্ত্রণ করা হবে, এবং তারপর এক্স-রে পরীক্ষা ব্যবহার করে থার্মিস্টরগুলির সোল্ডার জয়েন্টগুলি পরীক্ষা করা হবে। ফাঁক (ভয়েড) এর সীমা ১৫% হিসাবে নির্ধারণ করা হবে। ফাঁকগুলির ক্রস-সেকশন বিশ্লেষণ তাপীয় ড্রিফটের সাথে একত্রে করা হবে, যাতে NTC এবং PTC ডিভাইসগুলির সাথে ফাঁকের ফলাফলগুলি সম্পূর্ণরূপে সম্পর্কিত হয়।

শীতল জয়েন্ট, সোল্ডার ব্রিজ এবং এসএমডি থার্মিস্টর সোল্ডারিং-এ প্যাড লিফটিং

শীতল জয়েন্টগুলি ম্যাট বা সূক্ষ্মছিদ্রযুক্ত দেখায় এবং এতে অল্প বা কোনো সোল্ডার থাকে না। এটি সাধারণত অপর্যাপ্ত সোল্ডার বা অত্যধিক/অপর্যাপ্ত সোল্ডারের কারণে হয়। জয়েন্টগুলিতে সোল্ডারের পাতলা তারগুলি জমা হওয়া এবং খারাপ বিড গঠনের সংমিশ্রণে দুর্বল সোল্ডার জয়েন্ট তৈরি হতে পারে। এগুলিকে নতুন নন-ক্লিন সোল্ডার ফ্লাক্স ব্যবহার করে পুনরায় গলানো যায় এবং ২৩০ থেকে ২৫০ ডিগ্রি তাপমাত্রায় মাইক্রো-টিপ অ্যাপ্লিকেশন দ্বারা উত্তপ্ত করা হয়। এক বা দুটি চক্রই আদর্শ। সোল্ডার স্টেনসিলের অতিরিক্ত প্রয়োগ বা ভুল সাইজিং প্রায়শই সোল্ডার ব্রিজ তৈরি করে। এগুলি সোল্ডার নিয়ন্ত্রণে দুর্বলতা সৃষ্টি করে এবং সোল্ডার জয়েন্টের কাছাকাছি অন্যান্য টার্মিনেশনগুলিকে ক্ষতিগ্রস্ত করে, তাই সোল্ডার ব্রিজটি ২৮০ ডিগ্রির চেয়ে বেশি তাপমাত্রায় তাপীয় শর্ট কমানোর জন্য ডিসোল্ডারিং ব্রেড ব্যবহার করে অপসারণ করা হয়। প্যাড লিফটিং ঘটে যখন জয়েন্টটি স্পষ্টভাবে সাবস্ট্রেট বেস থেকে বিচ্ছিন্ন হয়, যা সাধারণত অত্যধিক প্যাড ডুয়েল সময় বা দুর্বল প্যাড সাপোর্টের কারণে হয়। অপর্যাপ্ত প্যাড সাপোর্ট এটিকে আরও তীব্র করে। অক্সিডাইজড পৃষ্ঠগুলি IPA দিয়ে পরিষ্কার করা হয়, যার ফলে তাজা পৃষ্ঠ প্রকাশ পায় এবং সাধারণত -৪০ থেকে +১২৫ ডিগ্রি পর্যন্ত তাপীয় চক্রের মাধ্যমে প্যাডকে যুক্ত করা পরিবাহী সিলভার এপক্সিতে পুনরায় শক্তিশালী করা হয়। যান্ত্রিক ও বৈদ্যুতিক নিরাপত্তা নিশ্চিত করার জন্য সর্বদা অপারেশনের চরম মানের মধ্যে ৫০ চক্র পরীক্ষা করে মেরামতটি যাচাই করুন।

প্রশ্ন এবং উত্তর

NTC এবং PTC থার্মিস্টরের মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

NTC থার্মিস্টরগুলি তাপ প্রয়োগ করলে রেজিস্ট্যান্স কমায়, এবং এটি তুলনামূলকভাবে বিপরীত আচরণ প্রদর্শন করে। এই পার্থক্যটি এই ডিভাইসগুলির সোল্ডারিং এবং অপারেটিং প্যারামিটার উভয়কেই উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে।

SMD থার্মিস্টর সংযোজনের সময় ESD কমানোর সবচেয়ে অপ্টিমাল উপায় কী?

ESD-নিরাপদ টুইজার্স (যা গ্রাউন্ডেডও থাকে), গ্রাউন্ডেড কাজের এলাকা এবং কম ভোল্টেজে চার্জ নিরাস করতে সক্ষম গ্রাউন্ডেড আয়নাইজড বায়ুপ্রবাহ ব্যবহার করা—এই পদ্ধতিগুলি সর্বোত্তম লক্ষ্য অর্জনের জন্য সবচেয়ে কার্যকর। এই সমস্ত সরঞ্জামগুলি এমনভাবে ব্যবহার করুন যাতে ESD-এর ফলে হতে পারে এমন সবচেয়ে ক্ষুদ্রতম চার্জ সম্পূর্ণরূপে বিলুপ্ত হয়, এবং থার্মিস্টরের কার্যকারিতা অপ্রভাবিত থাকে এবং থার্মিস্টরের উন্নত মডুলার কার্যকারিতা নিশ্চিত হয়।

0402 এবং 0603-এর মতো খুব ছোট আকৃতির থার্মিস্টর সোল্ডার করার জন্য সর্বোত্তম ডিভাইসগুলি কী কী?

এই ধরনের কাজের জন্য সর্বোত্তম যন্ত্রগুলি হল একটি গরম বাতাসের স্টেশন যার প্রয়োজনীয় সূক্ষ্ম তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ রয়েছে, এবং ০.৮ মিলিমিটারের চেয়ে কম ব্যাসের একটি মাইক্রো-টিপ সোল্ডারিং আয়রন। প্রত্যাশিত ফলাফল অর্জনের জন্য প্রতি এক মাসের মধ্যে ক্যালিব্রেশনের সময়কালে ইভেন্ট নিয়ন্ত্রণ ব্যবহার করুন।

SMD থার্মিস্টরগুলি সোল্ডার করার সময় ফ্লাক্সের পছন্দ কেন গুরুত্বপূর্ণ?

কারণ ভুল ফ্লাক্স এমন উপজাত উৎপন্ন করতে পারে যা একটি লিকেজ সার্কিট তৈরি করে বা থার্মিস্টর স্তরগুলিকে অপ্রবাহী করে তোলে, ফলে আপনার সার্কিট খারাপভাবে কাজ করে। উচ্চ-নির্ভুলতা সম্পন্ন কাজের জন্য কোনো ক্লিনিং ছাড়া, হ্যালোজেন-মুক্ত ফ্লাক্স ব্যবহার করুন।

প্যাড উত্থানের কারণ কী এবং সেই মেরামতগুলি কীভাবে সম্পাদন করা হয়?

প্যাড উত্থান সাধারণত খারাপ প্যাড ডিজাইন বা অত্যধিক তাপ প্রয়োগের কারণে ঘটে। অক্সিডাইজড স্তরগুলি পরিষ্কার করার পর কন্ডাক্টিভ সিলভার এপোক্সি ব্যবহার করে সামান্য উত্থানের মেরামত সম্ভব।