خمیر قلع و کاربردهای آن
خمیر قلع یا خمیر لحیم کاری یک نوع ماده شیمیایی نیمه جامد چسبناک و لحیم‌کننده است که سرب، فلاکس و پودر قلع را شامل می‌شود. این ترکیب شیمیایی (Solder paste) به طور گسترده در بسیاری از صنایع از جمله خودروسازی، الکترونیک و ساخت‌و‌ساز استفاده می‌شود و به دلیل خواص لحیم‌کنندگی و قدرت چسبندگی بالا، مورد توجه قرار گرفته است. بنابراین،
خمیر قلع برای لحیم کاری قطعات اس‌ام‌دی (SMD) به جهت برقراری اتصالات بین پایه قطعات و سطح مسی در مدارهای چاپی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع (SMD) مخفف عبارت (Surface Mount Device) به معنی قطعه نصب سطحی است. قطعه مذکور با به‌کارگیری تکنولوژی (SMT) که مخفف عبارت (Surface Mount Technology) است، بر روی برد مدار چاپی (PCB) نصب می‌گردد. در واقع خمیر با قرار گرفتن در مقابل حرارت و اشعه مادون قرمز (Infrared) ذوب می‌شود و قطعات الکترونیکی را به فیبر مدار چاپی متصل می‌کند.
به طور خلاصه، خمیر قلع یا لحیم کاری در حقیقت برای مونتاژ قطعات الکترونیکی در جوشکاری سطوح فلزی در بردهای مدار چاپی الکترونیکی (PCB) مورد استفاده قرار می‌گیرد، زیرا مزایای قابل توجهی دارد و فرآیند مونتاژ (PCB) که مخفف عبارت (Printed circuit board) است را به یک فرآیند ساده و آسان تبدیل می‌کند، چراکه به راحتی می‌توان آن را روی برد اعمال کرد.
روش استفاده از خمیر قلع
پس از توضیح آنکه خمیر قلع چیست، خوب است درباره چگونگی روش استفاده از خمیر قلع بدانید. روش استفاده از خمیر قلع بسته به نوع کار و هدف مدنظر می‌تواند متغیر باشد.
روش استفاده از خمیر قلع
در گام اول، اگر خمیر قلع در محل سرد قرار گرفته است، باید آن را از محل مذکور خارج کرده و صبر کنید تا به دمای محیط برسد.
پیش از استفاده از خمیر قلع، حدود یک تا دو دقیقه آن را به کمک قلم مخصوص هم بزنید تا شاهد رسیدن خمیر به حالت مطلوب باشید.
در این مرحله باید سطوح فلزات به‌طور کامل تمیز و آماده شوند که این امر شامل برداشتن هرگونه آلودگی، ناخالصی و اکسیداسیون، روغن‌ها، رسوبات و غیره است، چراکه سطح کثیف امکان دارد باعث مختل شدن روند لحیم کاری شود.
سپس این خمیر بر روی انواع مدارهای الکتریکی، لوازم مکانیکی، بردهای مدار چاپی (PCB) و به طور کلی در مناطقی که لحیم کاری مورد نیاز است، اعمال می‌شود.
در هنگام استفاده از خمیر لحیم کاری باید مراقب باشد، زیرا ممکن است کمی بی‌دقتی باعث حجیم و ضعیف شدن اتصالات و ایجاد فاصله بین آن‌ها شود. یکی از راه‌هایی که لحیم کاری تمیز، انجام می‌گردد و از خمیر قلع به میزان لازم استفاده می‌شود، بهره‌مندی از شابلون خمیر لحیم کاری است. به بیان دیگر، این شابلون باعث می‌شود خمیر فقط در نواحی مورد نیاز و به مقدار لازم اعمال گردد.
در این مرحله از لحیم کاری برد الکترونیکی یعنی پس از اعمال خمیر لحیم کاری روی برد مدار چاپی، نوبت به اضافه کردن قطعات به آن می‌رسد. همانطور که پیش‌تر اشاره کردیم، خمیر قلع دارای قدرت چسبندگی است و این قابلیت موجب نگه‌داشتن اجزا در جای خود می‌شود. در این زمان کافی است از ضربه خوردن برد جلوگیری کنید، چراکه وقوع این اتفاق ممکن است باعث از بین رفتن قطعات شود.
انواع خمیر قلع
با توجه به اینکه پایه تمامی خمیرهای قلع، فلاکس و پودر قلع است، اما مواد به کار رفته در تولید و ساخت انواع خمیر مذکور می‌تواند متفاوت باشد، به طوری که در برخی از موارد، مقداری سرب یا نقره به خمیر افزوده می‌شود. به همین منظور خمیر قلع را بر اساس مواد تشکیل‌دهنده می‌توان به طور کلی به دو دسته سرب‌دار و بدون سرب تقسیم کرد. این ترکیب به طور سنتی قلع و سرب بوده است، اما امروزه از لحیم‌های بدون سرب نیز استفاده می‌شود.
خمیر قلع سرب‌دار
خمیر قلعی که به نام خمیر قلع سرب‌دار شهرت دارد، خود از نمونه‌های مختلفی برخوردار است و معمولاً با سه ترکیب در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عبارت به این معناست که اگر به مواد پایه خمیر قلع، سرب یا نقره اضافه شود، خمیر قلع سرب‌دار را شکل می‌دهد.
دسته اول خمیر قلع سرب‌دار
این دسته از ترکیب (Sn63,Pb37) تشکیل شده است که اقتصادی‌ترین خمیر قلع موجود در بازار است.
دسته دوم خمیر قلع سرب‌دار
این دسته که به خمیر نقره‌دار معروف بوده و حاوی ترکیب (Sn62,Pb36,Ag2) است. به دلیل وجود نقره در این ترکیب، اطمینان از اتصال نسبت به ترکیب قبلی بالاتر است.
دسته سوم خمیر قلع سرب‌دار
به دلیل افزودن آنتیموان به سرب و نقره این دسته، از ترکیب (6,Pb36.8,Ag0.4,Sb0.2) برخوردار است و به وفور در صنعت خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
خمیر قلع بدون سرب
خمیر قلع سرب‌دار به صورت سنتی مورد استفاده قرار می‌گرفته است، اما امروزه به دلیل اجرای (RoHS) (محدودیت مواد خطرناک) در صنعت الکترونیک توسط اتحادیه‌های اروپایی و دیگر کشورهای پیشرفته، استفاده از خمیر قلع بدون سرب در بین بسیاری از شرکت‌های الکترونیکی رواج بیشتری پیدا کرده است.
تفاوت‌هایی که بین خمیر قلع سرب‌دار و خمیر قلع بدون سرب وجود دارد، اولاً در این است که خمیر قلع سرب‌دار از نقطه ذوب بالاتری نسبت به لحیم کاری با خمیر قلع بدون سرب برخوردار است. ثانیاً این دو از نظر شکل ظاهری و براقیت نهایی باهم متفاوت هستند و به این معنا که اتصالات انجام شده با خمیر قلع سرب‌دار از شفافیت بیشتری نسبت به خمیر قلع بدون سرب برخوردار است.
سیم لحیم‌های متفاوت مانند سیم لحیم اساهی و خمیر لحیم کاری با ترکیبات و نسبت‌های متفاوتی تولید می‌شوند. در این میان محبوب‌ترین و پرکاربردترین ترکیب‌ها نسبت مس، نقره و قلع (SAC) و نسبت 96.5% قلع + 3.0% نقره و 0.5% مس هستند.