745-锡焊检测方法与无铅化进程.pdfVIP

锡焊检测方法与无铅化进程 锡焊检测方法 锡焊检查的意义 锡焊的最终工序是进行检查。由于锡焊部分存在缺陷，所以检查是完全必要的。通过严格的检查仅要发现所有的缺 陷，而且要针对发生缺陷的原因采取相应的预防措施。 焊接的检查大致有两种：一是焊前检查，即检查母材表面、焊料、助焊剂等是否满足适当的焊接条件；二是焊后检 查，即检查焊接是否确实可靠，有无焊接的缺陷。 可焊性的检查方法 迄今为止，可焊性有种种评价方法，如图 8-1所示，大致可分为定量表示的基础评值法和实用的应用评值法。无论 哪一种 评值法，都是要测定焊料的润湿性。其测定量有：扩展面积、润湿接触角、润湿状态(日视)、润湿时间、 附着张力等。因此，每种评值法所得出的值都有不同的意 义。根据某一种评值法的结果，并不能判断可焊性的一 切，所以应采用适合于测定目的的评值法。 在一定条件下，对焊接的各元器件进行可焊性测定不仅具有焊前检查的意义，而且对焊接下序 管理也有用处。这种有意义的检查，希望在焊接前进行。 扩展试验 它是测定焊料在母材平板上的扩展性，是测定熔融焊料润湿性最普通的方法。用扩展试验对可 焊性的评值法有扩展面积、扩展率 (焊球高度和扩展高度之比)、接触角等。 1．扩展面积法，扩展面积法是把一定量的焊料在规定的母材板上扩展以测定扩展面积。扩展面 积越大表示可焊性越好。评值法有两种：一定体积 (或重量)的焊料的扩展面积的对比。 本法的优点是不用特殊试验装置就能简便地定量评定可焊性的数值，也可应用于助焊剂的性能 试验。 2．扩展率法(ASTM-B-545)。扩展率法是用一定量的焊料在母材板上扩展，如图 8-2 所示。扩展 率是特扩散焊料作为一个球的直径和焊料扩展中心高度之比，可用下式求得： 扩展率 (％)=(D-H) ／D×100 式中，H 为扩展后焊料中心高度(mm)；D 为试验用 “焊球”的直径(mm)。 用扩展面积法评值，可焊性可以和一定量的焊料对比表示出来。用扩展率评值，有能定量表示 的优点。但是也有缺点，焊料扩展不均匀时，测定 H 就很困难。 ASTM 规定的测定温度为 250±5℃。 3．接触角法。焊料润湿接触角测定法可采取扩展试验后的试片，沿扩展面积中心作垂直切断后 研磨，然后用放大投影仪或显微镜来进行直接测定，如图 8-3 所示，将焊料扩展看作不完整的 球形而间接求得其接触角 θ 。 接触角 (θ )=2tan-lh/X 式中,h 为扩展焊料的高度；x 为扩展焊料的半径。 θ 越小，则焊料的扩展性越大，即可焊性越好。美国 RCA 公司提出用目视接触角测定法来评定元器件引线可焊性 的方法，如图8-4 所示。把共晶焊锡丝 (Φ 0．25mm)在引线上绕一圈，除去多余的线，然后将焊锡线圈浸入聚乙烯二醇恒温液中熔化，用目视法测定熔化在引 线上的焊料接触角。 表面张力测定试验 表面张力法是利用母材与焊料之间所作用的表面张力来测定可焊性的方法。 润湿称量法是能定量地直接记录焊料润湿过程的唯一方法，不仅可作可焊性试验，并且可以应用于分析润湿现象。 1．原理。金属试验片垂直浸入熔化焊料，焊料润湿试验片则附着张力沿直线方向产生作用。由于附着力是接触角 的函数， 表示润湿的尺度，因此如能定量测定这个附着张力，便能定量求得焊料的润湿性，用新月图法定量测定 附着张力，可间接求得接触角的时间变化。焊接过程则可用定 量来表示。其测量方法如图 8-5 所示。将试验片 (板、 线材)的一端浸入熔化的焊料中，根据焊料的润湿情况来正确测定试验片(板、线材)上作用的附着张力随 时间的变 化，以评定可焊性，如图 8-6 所示。试验片 (棒状)上所作用的润湿力，由于附着张力向下拉，浮力向上推，故润湿 力为上述二力之差，于是得出以下列 关系式： 2 F=r cosθ ·2πr-πr ρ gh if 式中，F 为试验片上的作用(润湿力)；r 为焊料的表面张力(焊料—助焊剂的表面张力)；θ 为接触角;r为试验片 if 的半径；ρ 为焊料的密度；g 是重力加速度；h 为浸入深度。 当h→0，则F=r cosθ ·2πr：K·cosθ (K：常数) if 由于F 只是 θ 的函数，因此只要测定F 即可间接求得表示润湿度的接触角 9 的变化。 试验片从浸入熔融焊料后到取出的一段时间内，随时间变化的 F 值和接触角的关系如图 8-7 所示。 2．装置新月图法的装置由 3 部分组成：一种是把焊料槽固定，让试验片和应力检