★ सोल्डर प्रदर्शन मूल्यांकन विधियाँ: सोल्डर बार
सोल्डर प्रदर्शन मूल्यांकन मुख्य रूप से तीन पहलुओं पर विचार करता है: भौतिक रासायनिक विशेषताएँ, प्रक्रिया विशेषताएँ और विश्वसनीयता।
कंधे पर लगाई जाने वाली क्रीम
सोल्डर पेस्ट की भौतिक रासायनिक विशेषताओं के लिए आवश्यकताएँ
की भौतिक-रासायनिक विशेषताओं के लिए आवश्यकताएँकंधे पर लगाई जाने वाली क्रीममुख्य रूप से अंतर्राष्ट्रीय मानक IPC/J-STD-005 को देखें। मुख्य परीक्षण आइटम इस प्रकार हैं:
(1) सोल्डर पाउडर कण
① धातु कण आकार का निर्धारण।
कण का आकार उपयोगकर्ता और आपूर्तिकर्ता द्वारा सहमत परीक्षण विधि द्वारा निर्धारित किया जाना चाहिए।
② धातु कण आकार के लिए आवश्यकताएँ।
मिश्र धातु पाउडर कण आकार का चयन करने का सिद्धांत यह है कि इस मिश्र धातु पाउडर से तैयार सोल्डर पेस्ट मुद्रित सर्किट बोर्ड पर अच्छी प्रिंटिंग को पूरा कर सकता है और प्राप्त कर सकता है, और वेल्डिंग के बाद किनारों पर अप्राप्य सोल्डर की कोई घटना नहीं होती है।
मिश्र धातु पाउडर कण आकार का चयन करने के सिद्धांत इस प्रकार हैं: मिश्र धातु पाउडर के साथ तैयार किया गया सोल्डर पेस्ट मुद्रित सर्किट बोर्डों पर अच्छी प्रिंटिंग को पूरा करने और प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए, और सोल्डरिंग के बाद किनारों पर कोई अप्राप्य सोल्डर नहीं होना चाहिए।
जब तक अन्यथा निर्दिष्ट न हो, बड़े घटकों वाले सिस्टम बोर्डों के लिए, मिश्र धातु पाउडर कण का आकार 25 और 45 माइक्रोन (यानी, नहीं . 3 पाउडर) के बीच होना चाहिए; छोटे घटकों वाले मोबाइल फोन पीसीबी के लिए, मिश्र धातु पाउडर कण का आकार 20 और 45 μm के बीच होना चाहिए (अर्थात, संख्या . 3 और संख्या . 4 दोनों पाउडर स्वीकार्य हैं)।
③ धातु कण आकार।
सोल्डर कण आकार को मापते समय, इसे मानक छलनी या तालिका 2.4 और 2.5 में निर्दिष्ट सबसे सघन छलनी के अनुसार वर्गीकृत किया जाना चाहिए।
नमूना वजन का प्रतिशत - नाममात्र आकार
| प्रकार | से अधिक नहीं | 1% से भी कम कण बड़े | सीमा में कम से कम 80% कण | अधिकतम 10% कण इससे छोटे होते हैं |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 180 μm | 150 μm | 150–75 μm | 20 μm |
| 2 | 90 μm | 75 μm | 75–45 μm | 20 μm |
| 3 | 53 μm | 45 μm | 45–25 μm | 20 μm |
अधिकृत नमूना वजन प्रतिशत वितरण आयाम
| प्रकार | से अधिक नहीं | 1% से भी कम कण बड़े | सीमा में कम से कम 90% कण | अधिकतम 10% कण इससे छोटे होते हैं |
|---|---|---|---|---|
| 4 | 45 μm | 38 μm | 38–20 μm | 20 μm |
| 5 | 32 μm | 25 μm | 25–15 μm | 15 μm |
| 6 | 25 μm | 15 μm | 15–5 μm | 5 μm |
④ अधिकतम पाउडर आकार (पीसने की सुंदरता)।
अधिकतम कण आकार एएसटीएम डी-1210 या आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.2.14.3 के अनुसार निर्धारित किया जाएगा, जिसके लिए हेगमैन गेज (मॉडल सीएमए185) या समकक्ष उपकरण के उपयोग की आवश्यकता होगी।
सोल्डर पाउडर आकार वितरण
पाउडर कण आकार वितरण आईपीसी -TM-650 परीक्षण विधियों 2.2.14, 2.2.14.1, और 2.2.14.2 के अनुसार निर्धारित किया जाएगा।
⑤ सोल्डर पाउडर कण आकार।
सोल्डर पाउडर के कण गोलाकार होने चाहिए, जिसका अधिकतम पक्षानुपात 1.5 हो। माप विधि IPC-TM-650 परीक्षण विधियों 3.3.3.1.1 और 3.3.3.1.2 का अनुसरण करती है। यदि उपयोगकर्ता और आपूर्तिकर्ता सहमत हों तो अन्य आकार भी स्वीकार्य हैं।
सोल्डर पाउडर कण आकार मापन विधि
सोल्डर पाउडर कण का आकार पर्याप्त आवर्धन के साथ एक दूरबीन माइक्रोस्कोप का उपयोग करके दृश्य निरीक्षण द्वारा निर्धारित किया जाता है ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि कण गोलाकार हैं (पहलू अनुपात 1.5 से कम) या अण्डाकार। यदि 90% से अधिक कण गोलाकार हैं, तो उन्हें गोलाकार के रूप में वर्गीकृत किया जाता है; अन्यथा, उन्हें गैर-गोलाकार के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
सोल्डर पाउडर कण गोलाई
सोल्डर पाउडर कणों की गोलाई का परीक्षण प्रकाश प्रकीर्णन उपकरण का उपयोग करके किया जाता है। 1.0 (पूर्ण गोला) और 1.07 के बीच का मान गोलाकार माना जाता है; 1.07 से अधिक मानों को गैर-गोलाकार माना जाता है।
(2) धातु सामग्री प्रतिशत
IPC-TM-650 परीक्षण विधि 2.2.20 के अनुसार मापा गया, मिश्र धातु सामग्री 65% और 96% (वजन के अनुसार) के बीच होनी चाहिए। धातु सामग्री प्रतिशत आदेश में निर्दिष्ट नाममात्र मूल्य के ±1% विचलन के भीतर रहना चाहिए।
(3) श्यानता
①चिपचिपापन माप आवश्यकताएँ।
मापी गई चिपचिपाहट क्रम में आवश्यक मान के ±10% विचलन के भीतर होनी चाहिए। माप और परीक्षण की शर्तें 4.2.3.1 के अनुसार हैं।
② चिपचिपापन माप विधि। 300,000 से 1,600,000 सेंटीपोइज़ की चिपचिपाहट सीमा वाले सोल्डर पेस्ट को IPC{6}}TM-650 परीक्षण विधि 2.4.34 या 2.4.34.2 के अनुसार मापा जाना चाहिए; जबकि 50,000 से 300,000 सेंटीपोइज़ की चिपचिपाहट सीमा वाले सोल्डर पेस्ट को आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.34.1 या 2.4.34.3 के अनुसार मापा जाना चाहिए।
(4) मंदी परीक्षण
जब तक अनुबंध या खरीद आदेश में अन्यथा निर्दिष्ट न हो, स्लम्प परीक्षण दो अलग-अलग स्टेंसिल मोटाई और तीन अलग-अलग पैड खोलने के आकार का उपयोग करके किया जाएगा।
चित्र 2.19 देखें (आईपीसी में पैटर्न-ए-21)। जब आईपीसी की धारा 5.2.1 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.63 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच 0.56 मिमी या उससे अधिक की दूरी के साथ कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होगा; जब आईपीसी की धारा 5.2.2 के अनुसार परीक्षण किया जाता है तो टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35, 0.63 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच 0.63 मिमी या उससे अधिक की दूरी के साथ कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होगा; जब आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35 की धारा 5.2.1 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.25 मिमी या उससे अधिक की दूरी वाले 0.33 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होगा; जब आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35 की धारा 5.2.2 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.30 मिमी या उससे अधिक की दूरी वाले 0.33 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होगा।
चित्र 2.20 देखें (आईपीसी में पैटर्न-ए-21)। जब आईपीसी की धारा 5.2.1 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.33 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच 0.25 मिमी या उससे अधिक की दूरी के साथ कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होना चाहिए; जब आईपीसी की धारा 5.2.2 के अनुसार परीक्षण किया जाता है तो टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35, 0.30 मिमी या उससे अधिक की दूरी के साथ 0.33 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होना चाहिए; जब आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35 की धारा 5.2.1 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.175 मिमी या उससे अधिक की दूरी वाले 0.2 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होना चाहिए; जब आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.35 की धारा 5.2.2 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो 0.20 मिमी या उससे अधिक की दूरी वाले 0.2 मिमी x 2.03 मिमी पैड के बीच कोई शॉर्ट सर्किट नहीं होना चाहिए।
(5) सोल्डर बॉल टेस्ट
जब सोल्डर पेस्ट का परीक्षण निम्नलिखित उपलब्ध परीक्षण विधियों के अनुसार किया जाता है, तो इसे निर्दिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।
आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.43 के अनुसार वर्गीकृत पाउडर ग्रेड 1-4, को परीक्षण के दौरान चित्र 2.21 में दिखाए गए स्वीकृति मानदंडों को पूरा करना होगा। इसके अलावा, मूल्यांकन प्रक्रिया के दौरान, 75 माइक्रोन से बड़ी कोई भी सोल्डर बॉल तीन परीक्षण पैटर्न में से एक से अधिक में दिखाई नहीं देनी चाहिए।
② पाउडर ग्रेड 5-6:
आईपीसी-टीएम-650 परीक्षण विधि 2.4.43 के अनुसार वर्गीकृत पाउडर ग्रेड 5-6 को परीक्षण के दौरान चित्र 3 में दिखाए गए स्वीकृति मानदंडों को पूरा करना होगा। इसके अलावा, मूल्यांकन प्रक्रिया के दौरान, 50 माइक्रोन से बड़ी कोई भी सोल्डर बॉल तीन परीक्षण पैटर्न में से एक से अधिक में दिखाई नहीं देनी चाहिए।
(6) आसंजन परीक्षण
परीक्षण IPC-TM650 परीक्षण विधि 2.4.44 के अनुसार आयोजित किया जाएगा। उपयोगकर्ता और आपूर्तिकर्ता को न्यूनतम आसंजन शक्ति और समय पर सहमत होना होगा।
(7) वेटेबिलिटी टेस्ट
जब आईपीसी - टीएम - 650 परीक्षण विधि 2.4.45 के अनुसार परीक्षण किया जाता है, तो सोल्डर पेस्ट खराब गीलापन, गैर-गीलापन या डीवेटिंग के किसी भी संकेत के बिना तांबे के पैड को समान रूप से गीला कर देगा।
सोल्डर पेस्ट की प्रक्रिया विशेषताएँ आवश्यकताएँ
भंडारण आवश्यकताएँ
सोल्डर पेस्ट को आम तौर पर कम तापमान पर संग्रहित किया जाता है, आमतौर पर 0 और 10 डिग्री के बीच।
उपयोग आवश्यकताएँ
तापमान संतुलन: कम तापमान पर संग्रहीत सोल्डर पेस्ट को 4 घंटे के भीतर कमरे के तापमान पर लाया जा सकता है। सोल्डर पेस्ट के रियोलॉजिकल गुण: सोल्डर पेस्ट में फ्लक्स और सोल्डर मिश्र धातु के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया इसके रियोलॉजिकल गुणों को प्रभावित करती है, जो सोल्डर पेस्ट के मुद्रण प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण हैं। सोल्डर मिश्र धातु संरचना का निर्धारण करने के बाद, सोल्डर पेस्ट की मुद्रण क्षमता और सोल्डरबिलिटी की कुंजी फ्लक्स में निहित है। फ्लक्स के उचित उपयोग से सोल्डरबिलिटी में सुधार हो सकता है और वेल्डिंग दोष कम हो सकते हैं। अच्छी वेटेबिलिटी के साथ सोल्डर पेस्ट सोल्डरिंग के बाद टॉम्बस्टोनिंग का कारण नहीं बनेगा, जबकि खराब वेटेबिलिटी के साथ सोल्डर पेस्ट के परिणामस्वरूप सोल्डरिंग के बाद अधिक प्रतिरोध और कैपेसिटेंस विस्थापन होगा। इसलिए, सोल्डर पेस्ट का चयन करते समय यह निर्धारित करने के लिए प्रक्रिया परीक्षण आवश्यक है कि मुद्रण प्रदर्शन वास्तविक अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करता है या नहीं और पोस्ट सोल्डरिंग गुणवत्ता कैसी है। प्रिंटिंग के दौरान सोल्डर पेस्ट के रोलिंग, फिलिंग और डिमोल्डिंग प्रदर्शन का विश्लेषण करें, देखें कि क्या हर घंटे प्रिंटिंग की गुणवत्ता में कोई बदलाव होता है, और 1 से 8 घंटे में चिपचिपाहट में बदलाव का परीक्षण करें। प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर उस सोल्डर पेस्ट का चयन करें जो आपके उत्पाद और प्रक्रिया आवश्यकताओं के अनुरूप हो। उपयोग से पहले हिलाना: उपयोग से पहले 1-2 मिनट तक मैन्युअल या मशीन से हिलाने से चिपचिपाहट स्थिर हो सकती है। सोल्डर पेस्ट स्टैंसिल जीवन: किसी भी सोल्डर पेस्ट को पहली बार स्टैंसिल पर रखने पर अच्छी तरह से प्रिंट होना चाहिए, और इसे स्टैंसिल पर कई घंटों के बाद भी अच्छी प्रिंटिबिलिटी बनाए रखनी चाहिए। समय के साथ, जैसे ही सामग्री हवा के संपर्क में आती है, सोल्डर पेस्ट में विलायक के वाष्पीकरण के कारण सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट धीरे-धीरे बढ़ जाएगी। इसके आधार पर, समय के साथ सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट में परिवर्तन को मापने से सोल्डर पेस्ट का वास्तविक स्टैंसिल जीवन प्राप्त होगा। यदि सोल्डर पेस्ट का स्टैंसिल जीवन छोटा है, तो अच्छे मुद्रण परिणाम सुनिश्चित करने के लिए मुद्रण मापदंडों को बार-बार समायोजित करने की आवश्यकता होती है।
उपयोग से पहले मिश्रण:
उपयोग से पहले 1-2 मिनट के लिए मैन्युअल या मशीन मिश्रण से चिपचिपाहट स्थिर हो जाएगी।
स्टेंसिल पर सोल्डर पेस्ट लाइफ:
कोई भी सोल्डर पेस्ट, जब शुरू में स्टेंसिल पर रखा जाता है, तो अच्छी तरह से प्रिंट होना चाहिए। इसी प्रकार, सोल्डर पेस्ट को स्टेंसिल पर कई घंटों के बाद भी अच्छी मुद्रण क्षमता बनाए रखनी चाहिए। समय के साथ, जैसे ही सामग्री हवा के संपर्क में आती है, सॉल्वैंट्स के वाष्पीकरण के कारण सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट धीरे-धीरे बढ़ जाएगी। इसके आधार पर, समय के साथ सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट में परिवर्तन को मापने से सोल्डर पेस्ट का वास्तविक स्टैंसिल जीवन निर्धारित होगा। यदि स्टेंसिल का जीवन छोटा है, तो अच्छे मुद्रण परिणाम सुनिश्चित करने के लिए मुद्रण मापदंडों को बार-बार समायोजित करने की आवश्यकता होगी।
सोल्डर पेस्ट "रोकें प्रतिक्रिया" प्रदर्शन:
आमतौर पर विनिर्माण परिवेश में, उपकरण को रखरखाव की आवश्यकता होती है या पिक {{0}और -प्लेस मशीन को फीडिंग के लिए रोकना पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप न्यूनतम 0.5 घंटे का डाउनटाइम होता है। इस समय के दौरान, सोल्डर पेस्ट का प्रदर्शन ख़राब नहीं होना चाहिए। सोल्डर पेस्ट की इस डाउनटाइम के अनुकूल होने और बायोडाटा प्रिंट करने के बाद अच्छा प्रदर्शन बनाए रखने की क्षमता को इसके "पॉज़ रिस्पॉन्स" प्रदर्शन के रूप में परिभाषित किया गया है।
सोल्डर पेस्ट एंटी-"शीयर थिनिंग" प्रदर्शन:
सोल्डर पेस्ट को मुद्रण के दौरान कतरनी पतलापन (चिपचिपापन में कमी) प्रदर्शित करने के लिए डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यह विशेषता सुनिश्चित करती है कि सोल्डर पेस्ट स्टेंसिल के उद्घाटन को बेहतर ढंग से भरता है। प्रिंटिंग स्ट्रोक के अंत में, सोल्डर पेस्ट की चिपचिपाहट अपने मूल मूल्य पर वापस आ जाती है। अगले प्रिंटिंग स्ट्रोक में चिपचिपाहट फिर से कम हो जाएगी। निरंतर मुद्रण में, कुछ सोल्डर पेस्ट मुद्रण स्ट्रोक के बीच अपनी चिपचिपाहट को पुनः प्राप्त नहीं करते हैं, जिसका अर्थ है कि समय के साथ चिपचिपाहट लगातार कम हो जाएगी, जिससे अंततः बारीक पिच प्रिंटिंग में पतन और ब्रिजिंग हो सकती है।
सोल्डर पेस्ट घटक पोजिशनिंग प्रदर्शन:
घटक प्लेसमेंट के बाद, सोल्डर पेस्ट परिवहन प्रक्रिया के दौरान त्वरण और कंपन के कारण विस्थापन को रोकने के लिए घटकों को एक निश्चित डिग्री का निर्धारण प्रदान करता है।
विभिन्न रीफ्लो तापमान प्रोफाइल के लिए अनुकूलनशीलता:
एक ही प्रकार के सोल्डर पेस्ट का उपयोग विभिन्न उत्पादों पर किया जा सकता है, जो विभिन्न रिफ्लो तापमान आवश्यकताओं को पूरा करता है।
नाइट्रोजन और वायु पुनर्प्रवाह के प्रति अनुकूलनशीलता:
सोल्डर पेस्ट वायु और नाइट्रोजन पुनर्प्रवाह वातावरण दोनों के लिए उपयुक्त है।
सोल्डर संयुक्त उपस्थिति:
सोल्डरिंग के बाद, सोल्डर जोड़ों में धात्विक चमक होती है।
सोल्डर पेस्ट के लिए विश्वसनीयता आवश्यकताएँ
(1) सोल्डर जोड़
(2) सोल्डरिंग के बाद अवशेष
- संक्षारकता: टांका लगाने के बाद के अवशेष सोल्डर जोड़ों, घटकों और पीसीबी के लिए संक्षारक नहीं होने चाहिए।
- इन्सुलेशन: सोल्डरिंग के बाद अवशेषों का प्रतिबाधा मूल्य 1 x 10Ω से अधिक होना चाहिए (जैसा कि J-STD-004 द्वारा आवश्यक है)।
- स्थिरता: टांका लगाने के बाद अवशेषों का प्रदर्शन स्थिर होना चाहिए, आसानी से हाइड्रोलाइज्ड नहीं होना चाहिए, और उच्च तापमान पर आसानी से विघटित नहीं होना चाहिए।
