سولڈر پیسٹ کس کے لیے استعمال ہوتا ہے؟

سولڈر پیسٹ دراصل کیا کرتا ہے۔

 

 

کہہ رہا ہے۔سولڈر پیسٹکیا "سولڈرنگ کے لیے استعمال کیا جاتا ہے" تکنیکی طور پر درست ہے لیکن آپ کو کچھ نہیں بتاتا۔ اس صنعت میں 15 سال گزرنے کے بعد، میں نے دیکھا ہے کہ زیادہ تر لوگوں کو اب بھی سطحی سطح پر-اس چیز کی حقیقت میں کیا کرتا ہے اس کی اچھی سمجھ ہے۔ مجھے اسے ٹوٹنے دو۔

بنیادی فنکشن: اجزاء کو بورڈز سے جوڑنا

سولڈر پیسٹ ایک بنیادی وجہ سے موجود ہے-الیکٹرانک اجزاء اور PCBs کے درمیان کنکشن قائم کرنا۔ ان کنکشنز کو ایک ساتھ دو کام کرنے ہوتے ہیں: بجلی چلانا اور پرزوں کو جگہ پر رکھنا۔ کسی ایک کو یاد کریں اور آپ کو ایک مسئلہ ہو گیا ہے۔

ایس ایم ٹی لائن کا عمل سیدھا ہے: پیڈ پر سولڈر پیسٹ پرنٹ کریں، مشین کے قطروں کے اجزاء کو اوپر سے اٹھائیں-اور-رکھیں، پورا بورڈ ریفلو اوون سے گزرتا ہے۔ جب درجہ حرارت 230 ڈگری کے قریب پہنچ جاتا ہے تو پیسٹ میں موجود دھاتی ذرات پگھل جاتے ہیں، بہہ جاتے ہیں، پیڈز اور لیڈز کو گیلا کرتے ہیں، پھر سولڈر جوڑوں میں مضبوط ہو جاتے ہیں۔

کافی آسان لگتا ہے۔ لیکن اس کے بارے میں سوچیں-ایک اسمارٹ فون مدر بورڈ میں ہزاروں سولڈر جوائنٹ ہوتے ہیں، اور ہر ایک کو کام کرنا ہوتا ہے۔ ایک خراب جوڑ اور پورا آلہ مر چکا ہے۔ ہمارے پاس ایک بار ایک بیچ تھا جہاں ایک BGA کے نیچے ایک ہی جوڑ پر گیلا نہیں تھا۔ واپسی کی شرح 3% تک بڑھ گئی۔ اس مہینے میں سب کا بونس چلا گیا۔

ری فلو سے پہلے: پیسٹ کو چیزوں کو جگہ پر رکھنا ہوتا ہے۔

لوگ اس کو بھول جاتے ہیں۔

تیز-اسپیڈ پک-اور-مشینیں فی گھنٹہ دسیوں ہزار اجزاء کو ماؤنٹ کر سکتی ہیں۔ جگہ لگانے کے بعد، بورڈ کے تندور سے ٹکرانے سے پہلے-ان تمام چھوٹے حصوں کو ادھر ادھر پھسلنے سے کیا چیز روک رہی ہے؟ پیسٹ کا چکنا پن۔

اس کو کم نہ سمجھیں۔ پرنٹنگ اور ری فلو کے درمیان گھنٹے گزر سکتے ہیں۔ بورڈز پہنچائے جاتے ہیں، سنبھالے جاتے ہیں، بعض اوقات عارضی طور پر ذخیرہ کیے جاتے ہیں۔ اگر پیسٹ بہت تیزی سے اپنی چپچپا پن کھو دیتا ہے، تو اجزاء بہہ جاتے ہیں یا مکمل طور پر گر جاتے ہیں۔ صنعت اس کی پیمائش کے لیے "ٹیک لائف" کا استعمال کرتی ہے۔ مختلف برانڈز، مختلف ماڈلز-بہت زیادہ تغیر۔ آپ کو اسے اپنی لائن کے سائیکل کے وقت سے ملانا ہوگا۔

فلکس کیا کرتا ہے-زیادہ تر لوگ اس سے محروم رہتے ہیں۔

سولڈر پیسٹ خالص دھاتی پاؤڈر نہیں ہے۔ ایک اہم حصہ بہاؤ ہے۔ بہاؤ کے بغیر، سولڈرنگ صرف کام نہیں کرتا.

 

ہوا کے سامنے آنے پر تانبے کے پیڈ آکسائڈائز ہوتے ہیں۔ آپ آکسائڈ پرت کو نہیں دیکھ سکتے ہیں، لیکن یہ ٹانکا لگانے والے کو مناسب طریقے سے گیلا ہونے سے روکتا ہے۔ گرم ہونے پر بہاؤ متحرک ہو جاتا ہے، آکسائیڈز کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، دھات کی سطح کو صاف کرتا ہے۔ یہ پگھلے ہوئے سولڈر کی سطح کے تناؤ کو بھی کم کرتا ہے، اس کے پھیلنے میں مدد کرتا ہے۔

 

اس کی چند اقسام ہیں: روزن-بیسڈ، پانی-حل پذیر، کوئی-صاف۔ اب کوئی-کلین غلبہ نہیں ہے کیونکہ آپ سولڈرنگ کے بعد واشنگ سٹیپ کو چھوڑ دیتے ہیں۔ لیکن اگر آپ بعد میں کنفارمل کوٹنگ لگا رہے ہیں یا آپ کو قدیم نظر آنے کے لیے بورڈ کی ضرورت ہے، تب بھی آپ کو صاف کرنا ہوگا۔

ری فلو کے دوران کیا ہوتا ہے۔

ریفلو درجہ حرارت پروفائل کے چار مراحل ہیں۔ پیسٹ ہر ایک میں مختلف طریقے سے برتاؤ کرتا ہے:

• پہلے سے گرم کرنا(کمرے کا درجہ حرارت ~ 150 ڈگری تک): سالوینٹس بخارات بننا شروع کر دیتے ہیں۔ ریمپ بہت تیز ہے اور سالوینٹ پرتشدد طریقے سے ابلتا ہے-آپ کو ہر جگہ سولڈر بالز ملتے ہیں۔ اسے 1-3 ڈگری فی سیکنڈ پر رکھیں۔
• لینا(~150 ڈگری سے 190 ڈگری): فلوکس پیڈز اور لیڈز پر آکسائیڈ کو متحرک اور حملہ کرتا ہے۔ یہ مرحلہ پورے بورڈ میں درجہ حرارت کو کم کرنے میں بھی مدد کرتا ہے تاکہ آپ کے بڑے اجزاء اور چھوٹے اجزاء مختلف درجہ حرارت پر نہ ہوں۔
• ری فلو(لیڈ کے لیے 235-245 ڈگری کے لگ بھگ چوٹی-مفت): دھاتی ذرات پگھل کر مائع سولڈر میں اکٹھے ہو جاتے ہیں، پیڈز اور لیڈز کے درمیان خلا کو گیلا اور پُر کرتے ہیں۔ مائع ایک انٹرمیٹالک کمپاؤنڈ پرت بنانے کے لئے بیس میٹل کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ یہ حصہ صرف 30-60 سیکنڈز تک رہتا ہے- زیادہ دیر تک اور IMC بہت موٹا ہو جاتا ہے، جو درحقیقت وشوسنییتا کو نقصان پہنچاتا ہے۔
• کولنگ: ٹانکا لگانا مضبوط ہوتا ہے۔ عام طور پر 3-4 ڈگری فی سیکنڈ۔ بہت سست اور آپ کو موٹے اناج کی ساخت، کمزور جوڑ ملتے ہیں۔ بہت تیز اور آپ کو تھرمل تناؤ کا خطرہ ہے۔

یہ صرف بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے نہیں ہے۔

مختلف صنعتیں، مختلف ترجیحات

 

صنعت کے لحاظ سے ایک ہی مواد، بالکل مختلف فوکس

کنزیومر الیکٹرانکس

کنزیومر الیکٹرانکسیہ سب رفتار اور لاگت کے بارے میں ہے۔ سمارٹ فونز اور ٹیبلٹس سالانہ دسیوں ملین بھیجتے ہیں، لائنیں تیزی سے چلتی ہیں، پرنٹ ایبلٹی اور پروسیس ونڈو سب سے اہم ہے۔ لاگت بادشاہ ہے-معمولی قابل اعتماد بہتری جس کی قیمت زیادہ ہے؟ کوئی نہیں خرید رہا ہے۔

آٹوموٹو

آٹوموٹوایک قدم ہے. انجن کے ڈبے میں موجود ECU 125 ڈگری، کبھی کبھی 150 ڈگری تک پہنچ سکتے ہیں۔ مستقل کمپن شامل کریں۔ اعلی-حرارتی مزاحمت اور تھکاوٹ کی مزاحمت اہم ہو جاتی ہے۔ 15 سالہ زندگی کے لیے آٹوموٹو ڈیزائن۔ ایک ناکام سولڈر جوائنٹ حفاظتی واقعات کا سبب بن سکتا ہے۔ پوری سپلائی چین کے ذریعے کوالٹی کنٹرول صارفین سے زیادہ سخت ہے۔

میڈیکل

میڈیکلوشوسنییتا کے بارے میں جنونی پر سرحدیں. پیس میکر، لگانے کے قابل آلات-سولڈر جوائنٹ کی ناکامی براہ راست جانوں کو خطرے میں ڈالتی ہے۔ عام طور پر 100% ٹیسٹنگ، بیچ ٹریس ایبلٹی، سفاک سپلائر آڈٹ کا مطلب ہوتا ہے۔

ایرو اسپیس اور ملٹری

ایرو اسپیس اور ملٹریاس کی اپنی دنیا ہے. اب بھی ٹن لیڈ سولڈر پیسٹ (ریگولیٹری استثنیٰ) استعمال کر رہے ہیں۔ ٹن-لیڈ پر دہائیوں کا طویل-ٹرم قابل اعتماد ڈیٹا۔ لیڈ-فری آگے بڑھ رہا ہے لیکن انتہائی ماحول میں اسی حد تک توثیق نہیں کیا گیا ہے۔

صنعتی اور پاور الیکٹرانکس

صنعتی اور پاور الیکٹرانکساعلی کرنٹ اور گرمی کی کھپت کا خیال رکھتا ہے۔ انورٹرز میں پاور ڈیوائسز، سولر انورٹرز-جوائنٹس کو حرارت چلانے کی ضرورت ہوتی ہے، نہ صرف بجلی۔ کم صفر کی شرحیں کلیدی ہیں۔ کچھ ایپلی کیشنز زیادہ-سلور پیسٹ یا سنٹرڈ سلور پروسیس کے ساتھ چلتی ہیں۔

ایل ای ڈی لائٹنگ

ایل ای ڈی لائٹنگسبسٹریٹ کے مسائل ہیں. ایل ای ڈی عام طور پر ایلومینیم یا سیرامک ​​سبسٹریٹس پر جاتے ہیں۔ تھرمل ایکسپینشن گتانک تانبے سے بالکل مختلف ہیں۔ پیسٹ کو مضبوط تھرمل سائیکلنگ مزاحمت کی ضرورت ہے۔

جہاں چیزیں جا رہی ہیں۔

الیکٹرانکس چھوٹے اور زیادہ طاقتور ہوتے جا رہے ہیں۔ سولڈر پیسٹ کے لیے نئے چیلنجز۔

پچ سکڑ رہی ہے۔ مین اسٹریم کنزیومر الیکٹرانکس پہلے ہی 0.3 ملی میٹر یا اس سے کم ہے۔ قسم 5 (15-25μm) یا قسم 6 (5-15μm) ذرات کی ضرورت ہوتی ہے۔ باریک ذرات کا مطلب زیادہ آکسائیڈ سطح کا رقبہ، سخت اسٹوریج اور ہینڈلنگ کی ضروریات ہیں۔

لیڈ-مفت تیار ہوتی رہتی ہے۔ لیڈ فری کو مرکزی دھارے میں آئے تقریباً دو دہائیاں ہو چکی ہیں، لیکن اعلی-ریلیبیٹی ایپلی کیشنز میں تبدیلی اب بھی جاری ہے۔ کم-چاندی اور چاندی-مفت فارمولیشنز گرم تحقیقی شعبے ہیں-قیمت اور سرگوشی کے خطرے کو کم کرتے ہیں۔

نئے استعمال کی تلاش میں کم-ٹیمپ پیسٹ۔ روایتی طور پر حرارت کے لیے-حساس حصوں (ٹن-بسمتھ مرکب، ~138 ڈگری پگھلنے کا مقام)۔ لچکدار الیکٹرانکس اور پہننے کے قابل سامان کے اتارنے کے ساتھ، مانگ بڑھ رہی ہے کیونکہ فلیکس سبسٹریٹس عام ری فلو ٹمپس کو سنبھال نہیں سکتے۔

EVs اور قابل تجدید ذرائع ڈرائیونگ زیادہ-پاور سولڈرنگ کی ضروریات۔ بیٹری مینجمنٹ سسٹم، موٹر کنٹرولرز-اعلی-موجودہ کنکشنز کو سنگین کرنٹ-اٹھانے اور حرارت-کھسنے کی صلاحیت والے جوڑوں کی ضرورت ہوتی ہے۔ اعلیٰ-قابل اعتماد پیسٹ اور سنٹرنگ مواد کی ترقی کو آگے بڑھانا۔

اسے درست کرنا

یہ تمام ایپلی کیشنز، لیکن سولڈر پیسٹ جادو نہیں ہے. حالات درست ہونے چاہئیں۔

• انتخاب اہمیت رکھتا ہے۔لیڈ-مفت یا لیڈڈ، پارٹیکل سائز گریڈ، فلوکس ٹائپ، واسکوسیٹی رینج-آپ کی مخصوص ایپلی کیشن کی بنیاد پر چنیں۔ غلط انتخاب کا مطلب ہے پیداوار میں کمی، یا اس سے بھی بدتر، پورے بیچوں کو ختم کر دیا گیا۔
• عمل کا کنٹرول سب کچھ ہے۔سٹینسل کی موٹائی اور یپرچر ڈیزائن سیٹ پرنٹ والیوم۔ Squeegee دباؤ اور رفتار مستقل مزاجی کو متاثر کرتی ہے۔ آپ کے ری فلو پروفائل میں ہر پیرامیٹر سولڈر کوالٹی سے جوڑتا ہے۔ بہت زیادہ پیسٹ، آپ برجنگ اور شارٹس حاصل کرتے ہیں. بہت کم، ٹھنڈے جوڑ۔ درجہ حرارت بہت زیادہ ہے، اجزاء کو نقصان پہنچا ہے۔ بہت کم، ناقص گیلا۔
• سٹوریج مناسب ہونا ضروری ہے.سولڈر پیسٹ کی شیلف لائف-عام طور پر 6 ماہ سے ایک سال تک فریج میں ہوتی ہے۔ ایک بار کھولنے کے بعد، اسے تیزی سے استعمال کریں. توسیع شدہ ہوا کی نمائش کا مطلب ہے نمی جذب، آکسیکرن، viscosity تبدیلیاں. تفصیلات جیسے گرم-وقت اور ہلچل کا طریقہ پرنٹ کے نتائج کو متاثر کرتا ہے۔
• معائنہ کو چھوڑا نہیں جا سکتا۔معیار کی تصدیق کے لیے پرنٹنگ کے بعد SPI۔ AOI یا X-ری فلو کے بعد جوڑوں کو چیک کریں۔ BGAs اور دیگر پوشیدہ جوڑ؟ صرف X- رے ہی خالی جگہوں اور نیچے کے پل کو ظاہر کر سکتا ہے۔

 

نیچے کی لکیر: سولڈر پیسٹ کا سب سے بنیادی کام اجزاء اور بورڈز کے درمیان برقی اور مکینیکل رابطہ ہے۔ اس عمل میں، یہ عارضی فکسشن اور سطح کی صفائی کو بھی سنبھالتا ہے۔ ایپلی کیشنز بڑے پیمانے پر پیداوار سے لے کر پروٹو ٹائپس تک دوبارہ کام کرنے تک ہیں۔ مختلف صنعتیں کارکردگی کے مختلف پہلوؤں کا خیال رکھتی ہیں۔

دن کے اختتام پر، سولڈر پیسٹ وہ ہے جو سطح کو ماؤنٹ کرنے والی ٹیکنالوجی کو ممکن بناتا ہے۔ فونز اور کمپیوٹرز سے لے کر جو ہم ہر روز سیٹلائٹ اور طبی آلات کے لیے استعمال کرتے ہیں-ان کے اندر موجود سرکٹ بورڈ تقریباً تمام سولڈر پیسٹ سے سولڈرڈ ہوتے ہیں۔ غیر معمولی چیزیں، لیکن الیکٹرانکس مینوفیکچرنگ کے لیے بالکل ضروری۔