Solder paste
સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડના ઉત્પાદનમાં થાય છે, જે બોર્ડ પર સપાટી માઉન્ટ ઘટકોને પેડ સાથે જોડે છે. છિદ્રોની અંદર અને તેની ઉપર સોલ્ડર પેસ્ટ છાપીને પેસ્ટ ઘટકોમાં થ્રુ-હોલ પિનને સોલ્ડર કરવું પણ શક્ય છે. ચીકણી પેસ્ટ અસ્થાયી રૂપે ઘટકોને સ્થાને રાખે છે; પછી બોર્ડને ગરમ કરવામાં આવે છે, પેસ્ટને પીગળી જાય છે અને યાંત્રિક બંધન તેમજ વિદ્યુત જોડાણ બનાવે છે. પેસ્ટને જેટ પ્રિન્ટિંગ, સ્ટેન્સિલ પ્રિન્ટિંગ અથવા સિરીંજ દ્વારા બોર્ડ પર લાગુ કરવામાં આવે છે; પછી ઘટકોને પિક-એન્ડ-પ્લેસ મશીન દ્વારા અથવા હાથ દ્વારા મૂકવામાં આવે છે. ઉપયોગ સર્કિટ-બોર્ડ એસેમ્બલીમાં મોટાભાગની ખામીઓ સોલ્ડર-પેસ્ટ પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયામાં સમસ્યાઓને કારણે અથવા સોલ્ડર પેસ્ટમાં ખામીને કારણે થાય છે. ત્યાં ઘણા વિવિધ પ્રકારની ખામીઓ શક્ય છે, દા. ત. ખૂબ સોલ્ડર, અથવા સોલ્ડર પીગળી જાય છે અને ઘણા બધા વાયર (બ્રિજિંગ) ને જોડે છે, પરિણામે શોર્ટ સર્કિટ થાય છે. પેસ્ટની અપૂરતી માત્રાના પરિણામે અપૂર્ણ સર્કિટ થાય છે. હેડ-ઇન-પિલો ખામીઓ, અથવા બોલ ગ્રીડ એરે (બી. જી. એ.) ગોળા અને સોલ્ડર પેસ્ટ ડિપોઝિટનું અપૂર્ણ સંકલન, એક નિષ્ફળતા સ્થિતિ છે જેમાં લીડ-ફ્રી સોલ્ડરિંગમાં સંક્રમણ પછી આવર્તનમાં વધારો જોવા મળ્યો છે. ઘણીવાર નિરીક્ષણ દરમિયાન ચૂકી જવાય છે, હેડ-ઇન-પિલો (એચ. આઈ. પી.) ખામી બી. જી. એ. ગોળાના ઇન્ટરફેસ પર સોલ્ડર સંયુક્તમાં દૃશ્યમાન અલગતા સાથે ઓશીકું પર માથું આરામ કરતી હોય તેવું દેખાય છે અને પેસ્ટ ડિપોઝિટને રિફ્લો કરે છે. ઇલેક્ટ્રોનિક્સ ઉત્પાદકને એસેમ્બલીઓ પર ખર્ચાળ પુનઃકાર્ય ટાળવા માટે છાપવાની પ્રક્રિયા, ખાસ કરીને પેસ્ટની લાક્ષણિકતાઓનો અનુભવ હોવો જરૂરી છે. પેસ્ટની ભૌતિક લાક્ષણિકતાઓ, જેમ કે સ્નિગ્ધતા અને પ્રવાહના સ્તરનું સમયાંતરે આંતરિક પરીક્ષણો કરીને નિરીક્ષણ કરવાની જરૂર છે. પી. સી. બી. (પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ) બનાવતી વખતે, ઉત્પાદકો ઘણીવાર એસ. પી. આઈ. (સોલ્ડર પેસ્ટ ઇન્સ્પેક્શન) નો ઉપયોગ કરીને સોલ્ડર પેસ્ટ ડિપોઝિટનું પરીક્ષણ કરે છે. એસ. પી. આઈ. પ્રણાલીઓ ઘટકો લાગુ કરવામાં આવે અને સોલ્ડર ઓગળે તે પહેલાં સોલ્ડર પેડ્સના જથ્થાને માપે છે. એસ. પી. આઈ. પ્રણાલીઓ સોલ્ડર-સંબંધિત ખામીઓની ઘટનાઓને આંકડાકીય રીતે નજીવી માત્રામાં ઘટાડી શકે છે. ઇનલાઇન સિસ્ટમોનું ઉત્પાદન ડેલ્વિટેક (સ્વિટ્ઝર્લેન્ડ), સિનિક-ટેક (ચીન), કોહ યંગ (કોરિયા), જીઓઈપીઇએલ ઇલેક્ટ્રોનિક (જર્મની), સાયબરઓપ્ટિક્સ (યુએસ), પારમી (કોરિયા) અને ટેસ્ટ રિસર્ચ, ઇન્ક. (તાઇવાન) જેવી વિવિધ કંપનીઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. ઓફલાઇન સિસ્ટમોનું ઉત્પાદન વિઝનમાસ્ટર, ઇન્ક. (યુએસ) અને સિનિક-ટેક (ચીન) જેવી વિવિધ કંપનીઓ દ્વારા કરવામાં આવે છે. રચના સોલ્ડર પેસ્ટ અનિવાર્યપણે ફ્લક્સ પેસ્ટમાં લટકાવવામાં આવેલ પાવડર સોલ્ડર છે. જ્યાં સુધી સોલ્ડરિંગ રિફ્લો પ્રક્રિયા સોલ્ડરને પીગળી ન જાય ત્યાં સુધી ફ્લક્સની ટેકીનેસ ઘટકોને સ્થાને રાખે છે. પર્યાવરણીય કાયદાના પરિણામે, સોલ્ડર પેસ્ટ સહિત આજે મોટાભાગના સોલ્ડર્સ લીડ-ફ્રી એલોય્સમાંથી બનાવવામાં આવે છે. કદ પ્રમાણે વર્ગીકરણ સોલ્ડર પેસ્ટમાં ધાતુના કણોનું કદ અને આકાર નક્કી કરે છે કે પેસ્ટ કેટલી સારી રીતે "પ્રિન્ટ" કરશે. સોલ્ડર બોલ આકારમાં ગોળાકાર હોય છે; આ સપાટીના ઓક્સિડેશનને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે અને નજીકના કણો સાથે સારી સંયુક્ત રચનાને સુનિશ્ચિત કરે છે. અનિયમિત કણોના કદનો ઉપયોગ કરવામાં આવતો નથી, કારણ કે તેઓ સ્ટેન્સિલને બંધ કરી દે છે, જેના કારણે છાપવામાં ખામી થાય છે. ગુણવત્તાયુક્ત સોલ્ડર જોઇન્ટનું ઉત્પાદન કરવા માટે, ધાતુના ગોળાઓ માટે કદમાં ખૂબ જ નિયમિત હોવું અને ઓક્સિડેશનનું નીચું સ્તર હોવું ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. સોલ્ડર પેસ્ટને આઈ. પી. સી. પ્રમાણભૂત જે-એસ. ટી. ડી. 05 દ્વારા કણોના કદના આધારે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે. નીચેનું કોષ્ટક જાળીદાર કદ અને કણોના કદની સરખામણીમાં પેસ્ટનું વર્ગીકરણ દર્શાવે છે. કેટલાક સપ્લાયર્સ પ્રોપ્રિટી કણોના કદના વર્ણનનો ઉપયોગ કરે છે, સરખામણી માટે હેન્કેલ/લોકટાઇટ વર્ણન આપવામાં આવે છે. ફ્લક્સ દ્વારા આઈ. પી. સી. પ્રમાણભૂત જે-એસ. ટી. ડી.-004 "સોલ્ડરિંગ ફ્લક્સ માટેની જરૂરિયાતો" અનુસાર, સોલ્ડર પેસ્ટને ફ્લક્સના પ્રકારોના આધારે ત્રણ પ્રકારોમાં વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છેઃ રોઝિન આધારિત ફ્લક્સ રોસિનથી બનાવવામાં આવે છે, જે પાઇન વૃક્ષોમાંથી કુદરતી અર્ક છે. સોલ્વન્ટ (સંભવિત રીતે ક્લોરોફ્લોરોકાર્બન્સ સહિત) અથવા સેપોનિફાઇંગ ફ્લક્સ રીમુવરનો ઉપયોગ કરીને સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયા પછી જો જરૂરી હોય તો આ ફ્લક્સને સાફ કરી શકાય છે. પાણીમાં દ્રાવ્ય પ્રવાહો કાર્બનિક પદાર્થો અને ગ્લાયકોલ પાયાથી બનેલા હોય છે. આ ફ્લક્સ માટે વિવિધ પ્રકારના સફાઇ એજન્ટો છે. નો-ક્લીન ફ્લક્સ માત્ર થોડી માત્રામાં નિષ્ક્રિય ફ્લક્સ અવશેષો છોડવા માટે રચાયેલ છે. નો-ક્લીન પેસ્ટ માત્ર સફાઈના ખર્ચમાં જ નહીં, પરંતુ મૂડી ખર્ચ અને ફ્લોર સ્પેસમાં પણ બચત કરે છે. જો કે, આ પેસ્ટને ખૂબ જ સ્વચ્છ એસેમ્બલી વાતાવરણની જરૂર હોય છે અને તેને નિષ્ક્રિય રીફ્લો વાતાવરણની જરૂર પડી શકે છે. સોલ્ડર પેસ્ટના ગુણધર્મો સર્કિટ એસેમ્બલી માટે સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ કરવામાં, સોલ્ડર પેસ્ટના વિવિધ રિયોલોજિકલ ગુણધર્મોને ચકાસવાની અને સમજવાની જરૂર છે. સ્નિગ્ધતા એ ડિગ્રી છે કે જેમાં સામગ્રી વહેવાના વલણનો પ્રતિકાર કરે છે. ચોક્કસ પેસ્ટ માટેની સ્નિગ્ધતા ઉત્પાદકની સૂચિમાંથી ઉપલબ્ધ છે; ઉપયોગના સમયગાળા પછી સોલ્ડર પેસ્ટની બાકીની ઉપયોગીતા નક્કી કરવા માટે કેટલીકવાર ઇન-હાઉસ પરીક્ષણની જરૂર પડે છે. થિક્સોટ્રોપિક ઇન્ડેક્સ સોલ્ડર પેસ્ટ થિક્સોટ્રોપિક છે, જેનો અર્થ છે કે તેની સ્નિગ્ધતા લાગુ કરેલા શીયર બળ (જેમ કે હલાવવું અથવા ફેલાવવું) સાથે બદલાય છે. થિક્સોટ્રોપિક ઇન્ડેક્સ એ "વર્ક" પેસ્ટની સ્નિગ્ધતાની સરખામણીમાં સોલ્ડર પેસ્ટની સ્નિગ્ધતાનું માપ છે. પેસ્ટની રચનાના આધારે, તેનો યોગ્ય ઉપયોગ કરવા માટે સ્નિગ્ધતા યોગ્ય છે તેની ખાતરી કરવા માટે, ઉપયોગ કરતા પહેલા પેસ્ટને હલાવવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ હોઈ શકે છે. જ્યારે સોલ્ડર પેસ્ટને સ્ટેન્સીલ પર સ્ક્વીજી દ્વારા ખસેડવામાં આવે છે, ત્યારે પેસ્ટ પર લાગુ થતો શારીરિક તાણ સ્નિગ્ધતા ઘટાડવાનું કારણ બને છે, જેનાથી પેસ્ટ સ્ટેન્સીલ પરના છિદ્રમાંથી સરળતાથી વહે છે. જ્યારે પેસ્ટ પરનો તાણ દૂર કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે તેની સ્નિગ્ધતા પાછી મેળવે છે, જે તેને સર્કિટ બોર્ડ પર વહેતા અટકાવે છે. સ્લમ્પ એ સામગ્રીના ઉપયોગ પછી ફેલાવાની પ્રવૃત્તિની લાક્ષણિકતા છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, સર્કિટ બોર્ડ પર પેસ્ટ જમા થયા પછી પેસ્ટની બાજુની દિવાલો સંપૂર્ણપણે સીધી હોય છે, અને તે પાર્ટ પ્લેસમેન્ટ સુધી તે જ રહેશે. જો પેસ્ટનું મૂલ્ય ઊંચું હોય, તો તે અપેક્ષિત વર્તણૂકથી વિચલિત થઈ શકે છે, કારણ કે હવે પેસ્ટની બાજુની દિવાલો સંપૂર્ણપણે સીધી નથી. પેસ્ટની મંદીને ઓછી કરવી જોઈએ, કારણ કે મંદી બે અડીને આવેલી જમીન વચ્ચે સોલ્ડર બ્રિજ બનાવવાનું જોખમ ઊભું કરે છે, જેનાથી શોર્ટ સર્કિટ બને છે. કાર્યકારી જીવન સમયની સોલ્ડર પેસ્ટ તેના છાપવાના ગુણધર્મોને અસર કર્યા વિના સ્ટેન્સિલ પર રહી શકે છે. પેસ્ટ ઉત્પાદક આ મૂલ્ય પ્રદાન કરે છે. ટેક ટેક એ પ્લેસમેન્ટ મશીન દ્વારા ઘટક મૂકવામાં આવ્યા પછી ઘટકને પકડી રાખવા માટે સોલ્ડર પેસ્ટનો ગુણધર્મ છે. તેથી, ટેક લાઇફ એ સોલ્ડર પેસ્ટનો નિર્ણાયક ગુણધર્મ છે. તેને તે સમયની લંબાઈ તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે કે જે સોલ્ડર પેસ્ટ ટેક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર ફેરફાર કર્યા વિના વાતાવરણના સંપર્કમાં રહી શકે છે. લાંબા ટેક જીવન સાથે સોલ્ડર પેસ્ટ વપરાશકર્તાને સુસંગત અને મજબૂત પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયા પ્રદાન કરે તેવી શક્યતા વધુ હોય છે. રિસ્પોન્સ-ટુ-પોઝ રિસ્પોન્સ-ટુ-પોઝ (આર. ટી. પી.) પ્રિન્ટની સંખ્યા અને વિરામ સમયના કાર્ય તરીકે સોલ્ડર પેસ્ટ જુબાનીના જથ્થામાં તફાવત દ્વારા માપવામાં આવે છે. વિરામ પછી પ્રિન્ટ વોલ્યુમમાં મોટો ફેરફાર અસ્વીકાર્ય છે કારણ કે આ શોર્ટ્સ અથવા ઓપન જેવી લાઇનની ખામીઓનું કારણ બને છે. સારી સોલ્ડર પેસ્ટ વિરામ પછી પ્રિન્ટના જથ્થામાં ઓછી ભિન્નતા દર્શાવે છે. જો કે, અન્ય મોટા ફેરફારો અને જથ્થામાં એકંદર ઘટતા વલણ પણ બતાવી શકે છે. સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે સોલ્ડર પેસ્ટ પ્રિન્ટર દ્વારા સ્ટેન્સિલ-પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયામાં થાય છે, જેમાં પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ પર ઇચ્છિત પેટર્ન બનાવવા માટે સ્ટેઈનલેસ સ્ટીલ અથવા પોલિએસ્ટર માસ્ક પર પેસ્ટ જમા કરવામાં આવે છે. પેસ્ટને પિન ટ્રાન્સફર દ્વારા (જ્યાં પિનની ગ્રીડને સોલ્ડર પેસ્ટમાં ડુબાડવામાં આવે છે અને પછી બોર્ડ પર લાગુ કરવામાં આવે છે), અથવા જેટ પ્રિન્ટિંગ દ્વારા (જ્યાં પેસ્ટને ઇંકજેટ પ્રિન્ટરની જેમ નોઝલ દ્વારા પેડ પર બહાર કાઢવામાં આવે છે) વાયુયુક્ત રીતે વિતરિત કરી શકાય છે. સોલ્ડર સંયુક્તની રચના કરવાની સાથે સાથે, પેસ્ટ વાહક/ફ્લક્સમાં ઘટકોને પકડી રાખવા માટે પૂરતી ચપળતા હોવી આવશ્યક છે જ્યારે એસેમ્બલી વિવિધ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાંથી પસાર થાય છે, કદાચ ફેક્ટરીની આસપાસ ફરે છે. છાપકામ પછી સંપૂર્ણ રિફ્લો સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયા થાય છે. પેસ્ટ ઉત્પાદક તેમની વ્યક્તિગત પેસ્ટને અનુરૂપ યોગ્ય રીફ્લો તાપમાન રૂપરેખા સૂચવશે. મુખ્ય જરૂરિયાત વિસ્ફોટક વિસ્તરણને રોકવા માટે તાપમાનમાં હળવો વધારો છે (જે "સોલ્ડર બોલિંગ" નું કારણ બની શકે છે), તેમ છતાં પ્રવાહને સક્રિય કરે છે. ત્યારબાદ સોલ્ડર પીગળી જાય છે. આ વિસ્તારનો સમય પ્રવાહીની ઉપરનો સમય તરીકે ઓળખાય છે. આ સમય પછી વ્યાજબી ઝડપી ઠંડકનો સમયગાળો જરૂરી છે. સારા સોલ્ડર્ડ સાંધા માટે, યોગ્ય માત્રામાં સોલ્ડર પેસ્ટનો ઉપયોગ કરવો આવશ્યક છે. ખૂબ વધારે પેસ્ટ શોર્ટ સર્કિટમાં પરિણમી શકે છે; ખૂબ ઓછું નબળા વિદ્યુત જોડાણ અથવા ભૌતિક શક્તિમાં પરિણમી શકે છે. સોલ્ડર પેસ્ટમાં સામાન્ય રીતે વજન દ્વારા ઘન પદાર્થોમાં લગભગ 90 ટકા ધાતુ હોય છે, તેમ છતાં સોલ્ડર સંયુક્તનું કદ લાગુ કરાયેલ સોલ્ડર પેસ્ટનું માત્ર અડધું જ હોય છે. આ પેસ્ટમાં ફ્લક્સ અને અન્ય બિન-ધાતુ એજન્ટોની હાજરીને કારણે છે, અને અંતિમ, નક્કર મિશ્ર ધાતુની તુલનામાં જ્યારે પેસ્ટમાં લટકાવવામાં આવે છે ત્યારે ધાતુના કણોની ઓછી ઘનતા. ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા તમામ ફ્લક્સની જેમ, બાકી રહેલા અવશેષો સર્કિટ માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે, અને બાકી રહેલા અવશેષોની સલામતીને માપવા માટે ધોરણો (દા. ત., જે-એસટીડી, જેઆઈએસ, આઈપીસી) અસ્તિત્વમાં છે. મોટાભાગના દેશોમાં, "નો-ક્લીન" સોલ્ડર પેસ્ટ સૌથી સામાન્ય છે; યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, પાણીમાં દ્રાવ્ય પેસ્ટ (જે ફરજિયાત સફાઈ જરૂરિયાતો ધરાવે છે) સામાન્ય છે. જ્યારે પરિવહન કરવામાં આવે ત્યારે સંગ્રહ સોલ્ડર પેસ્ટને રેફ્રિજરેટ કરવી જોઈએ અને 0-10 °C વચ્ચેના તાપમાને એરટાઇટ કન્ટેનરમાં સંગ્રહિત કરવી જોઈએ. ઉપયોગ માટે તેને ઓરડાના તાપમાને ગરમ કરવું જોઈએ. તાજેતરમાં, નવી સોલ્ડર પેસ્ટ રજૂ કરવામાં આવી છે જે એક વર્ષ માટે 26.5 ડિગ્રી સેલ્સિયસ અને એક મહિના માટે 40 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર સ્થિર રહે છે. સોલ્ડર કણો, તેમના કાચા પાવડર સ્વરૂપમાં, હવામાં સંપર્કમાં આવવાથી તેઓ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે, તેથી એક્સપોઝર ઘટાડવું જોઈએ. સોલ્ડર પેસ્ટનું મૂલ્યાંકન શા માટે જરૂરી છે તેનું મુખ્ય કારણ એ છે કે તમામ ખામીઓનું 50-90% છાપવાની સમસ્યાઓના પરિણામે થાય છે. તેથી, પેસ્ટનું મૂલ્યાંકન મહત્વપૂર્ણ છે. આ પ્રક્રિયા ખૂબ જ સંપૂર્ણ છે, તેમ છતાં ઉત્તમ અને નબળી સોલ્ડર પેસ્ટ વચ્ચે તફાવત કરવા માટે જરૂરી પરીક્ષણની માત્રાને ઘટાડે છે. જો બહુવિધ સોલ્ડર પેસ્ટનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે, તો પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ નબળી પેસ્ટને તેમની નબળી છાપવાની ગુણવત્તામાંથી દૂર કરવા માટે થઈ શકે છે. આગળનું પરીક્ષણ, જેમ કે સોલ્ડર રિફ્લો પ્રદર્શન, સોલ્ડર સંયુક્ત ગુણવત્તા અને વિશ્વસનીયતા પરીક્ષણ પછી સોલ્ડર પેસ્ટ ફાઇનલિસ્ટ પર કરી શકાય છે. સોલ્ડર પેસ્ટ વિશેની મુખ્ય ચિંતાઓ છેઃ જો તેને ખૂબ લાંબા સમય સુધી બહાર રાખવામાં આવે તો તે સ્ટેન્સિલ પર સૂકાઈ શકે છે. તે ઝેરી હોઈ શકે છે. તે ખર્ચાળ છે અને કચરો ઓછો કરવો પડે છે. આ ત્રણ ચિંતાઓએ છાપકામ માટે ત્રણ બંધ પ્રણાલીઓ પેદા કરવામાં મદદ કરી. DEK પ્રોફ્લો MPM રિયોમેટ્રિક પંપ હેડ ફુજી ક્રોસ ફ્લો પણ જુઓ ફ્લક્સ હેલ્પિંગ હેન્ડ (ટૂલ) સોલ્ડર સોલ્ડરિંગ વેવ સોલ્ડરિંગ રિફ્લો સોલ્ડરિંગ જોખમી પદાર્થોનું પ્રતિબંધ નિર્દેશ (RoHS) નોન-ન્યૂટોનિયન પ્રવાહી સંદર્ભો વધુ વાંચન સોલ્ડરિંગ