خمیر قلع

سولدر پیست خمیری خاکستری ، چسبناک و حاوی ذرات توپی فلزی در ماده FLUX است که برای لحیم کاری بهتر استفاده میشود. این ماده در هنگام لحیم کاری قطعات SMD به طرز شگفت انگیزی کار را راحت میکند. برای استفاده از این خمیر نیاز به دستگاه HOT AIR خواهیم داشت تا این خمیر را ذوب کند. به دلیل چسبندگی زیاد این ماده توصیه میشود از ابزارهایی مانند سرنگ و دستگاههای مورد استفاده دندانپزشکان برای تزریق خمیر استفاده شود.

معمولا مونتاژ برد SMD به کمک خمیر قلع به همراه کوره ( Oven ) انجام میشود. یعنی برد SMD به کمک یک شابلن استنلس استیل در محلهایی که باید لحیم شوند، به خمیر قلع آغشته میشود. سپس دستگاهی به صورت اتوماتیک قطعات را از ریل آنها بلند کرده و در جای مخصوص به خودشان قرار میدهد.

خمیر قلع در این مرحله مانند یک چسب ، قطعات SMD را در جای خود نگه میدارد و از تکان خوردنشان جلوگیری میکند.

در مرحله بعدی برد SMD روی ریل ، به کوره منتقل میشوند و حرارت خمیر قلع را ذوب کرده و باعث ایجاد اتصال مکانیکی و الکتریکی بین خطوط مدار چاپی و قطعات می‌گردد.

خمیر قلع در روش چاپ دستی استنسیل نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

بخش بزرگی از مشکلاتی که در مونتاژ مدار چاپی به وجود می آید مربوط به خمیر قلع می باشد. مثل استفاده بیش از حد خمیر قلع و چسیبدن پایه ها حین عمل لحیم کاری که در نتیجه باعث اتصال کوتاه بین پایه ها میگردد، و یا ایجاد نشدن اتصالات قوی و یا لحیم سرد بودن که باعث نارسانایی الکتریکی میگردد.

Flux روغن لحیم، فلاکس ماده‌ای است که برای تمیزکاری شیمیایی سطوح و جلوگیری و پاک‌ کردن اکسایش در منطقۀ اتصال به کار می‌رود. مایع فلكس یك مايع احیا كننده قلع است كه در اثر تماس با قلع شكل كروی یا محدب شكل به آن میدهد. این مسئله سبب میگردد کار تمیزتر و همچنین اتصالات بهتر ایجاد شود. ضمناً در حد معقولي از اتصال بين پايه ها هنگام مونتاژ یا تعمیرات جلوگيري ميكند كه با این خاصیت كمك بزرگی به عدم پخش شدن قلع به اطراف كار ( كه سبب خوردن پایه ها بهم یا اتصالی پایه ها میشود) میكند. فلاکس‌ها در دمای معمولی میلی به واکنش ندارند اما با افزایش دما به شدت کاهنده می‌شوند و به این ترتیب مانع شکل‌گیری اکسیدهای فلزی خواهند شد. فلاکس با حل‌کردن اکسیدهای فلزی در خود به چسبیدن فلز ذوب‌شده در محل کمک می‌کند، با پخش‌شدن روی فلز مانع اکسایش آن می‌شوند، و با روان‌کردن سطح کار مانع تشکیل گویچه‌های لحیم خواهد شد. گاهی نیز فلاکس به عنوان رسانای گرما به گرم‌شدن محل اتصال کمک می‌کند.

خواص فلکس:

1. اکسيدزدائي از سطح پین قطعه و پد PCB

2. جلوگيري از اکسيد شدن لحيم هنگاميکه لحيم در حالت مذاب قرار دارد.

3. کاهش زمان لحيم کاري (آسيب کمتر به قطعه)

4. افزايش رطوبت (باعث نگه داشتن گرما و همچنين شکل مناسب لحيم ميشود)

انواع خمیر قلع:

1. با توجه به سایز

اندازه و شکل ذرات فلزی سولدر پیست ، نحوه پرینت را مشخص می کند. ذرات قلع توپی شکل است. این به کاهش اکسیداسیون سطحی کمک می کند و همینطور تضمین میکند که اتصال خوبی با بقیه ذرات شکل بگیرد. اندازه ذرات منظم است و این کمک میکند که شابلون استنسیل مسدود نشود.و چاپ مخدوش نشود.برای تولید یک اتصال خوب خیلی مهم است که اندازه ذرات یکسان باشد و حتی المکان ریزتر باشد و سطح پایینی از اکسیداسیون داشته باشد.

1. با توجه به استاندارد JEDEC J-STD-004 سولدر پیست به سه دسته از نظر فلاکس تقسیم بندی میشود.

• فلاکس کلوفون Rosin : این روغن بعد از عملیات لحیم کاری باید با یک حلال تمیز شود.( حلال شامل کلروفلورکربن باشد ) مانند انواع RA , RMA و R
• فلاکس محلول در آبWater Souloble  : با پایه مواد آلی و گلیکول است. طیف گسترده ای از مواد جهت تمیز کردن موجود است.
• فلاکس No Clean : با رزین و مواد جامد ساخته شده است.نیاز به تمیز کاری ندارند و هرینه های انرا کاهش می دهند.اما به محیط لحیم کاری بسیار تمیز نیاز دارند.

1. با توجه به ترکیبات و دمای ذوب

در جدول زیر مشخصات ترکیبی 15 نوع سولدر پیست مرسوم در بازار و دمای ذوب آن و همینطور استحکام کششی آن بررسی شده است . مواد لحیم کاری بدون سرب برای کار با قطعات SMD معمولاً از ترکیب 96.5% قلع، 3% نقره و 0.5% مس تشکیل شده اند. به این علت دمای ذوب آنها تا حدودی با ترکیب مواد لحیم کاری حاوی سرب متفاوت است. با توجه به ترکیبات خمیر قلع ، کاربردهای آن نیز متفاوت خواهد بود.

مرسوم ترین خمیرقلع ، ترکیب قلع و سرب است . با ترکیب 63% قلع و 37% سرب . برای ترکیبات بدون سرب ، SAC405 , SAC305, SnlnCe مرسوم تر هستند که دمای ذوب بالاتری دارند .

Sn992, SAC105, SAC0307 از نظر اقتصادی به صرفه تر هستند.

برای نقطه ذوب پایین تر ، ترکیبات یوتکتیک مانند BiSn, BiSnAg پیشنهاد می شود.

بطور مثال برای قطعات با پکیج پلاستیکی ، و برد فایبر گلاس FR-4 ترکیب یوتکتیک خمیر قلع با سرب 37 و قلع 63 و همینطور ترکیبات SAC یعنی قلع و نقره و مس مناسب است.

اگر مقاومت کششی و برشی مدنظر باشد ترکیبات قلع و آنتیموآن و مس برای برد فایبر گلاس FR-4 ‌مورد نیاز است.