GJB 360A—1996、JEITAET-7404、ET-7401、MIL-STD-202、ISO/FIDS9455、IPC-TM-650 等国内外标准规定了可焊性方法的试验条件,虽然在样品制备、测试参数和其他细节各种标准不同也存在有一定的差异,但可焊性润湿平衡方法一般是相同的。润湿平衡法测量系统的组成如图3所示。
图3 润湿平衡法测量系统的组成
(1)润湿平衡仪。
① 润湿力测量范围:-9.80~9.8mN/V。
② 润湿开始时间测量范围:0.05~9.9s。
③ 试验样品浸渍深度调节范围:0~5mm。
④ 试验样品浸渍持续时间0~10s,试验样品浸渍速度:10~25mm/s。
(2)焊料槽:焊料槽尺寸应能容纳至少 1kg 的焊料,在浸焊过程中,焊料应处于静止状态,应能保持焊料温度为(245±5)℃的恒温条件。
(3)浸料工具:需采用一种机械工具,它应能有(25±6.4)mm/s 的速率来控制被试引线出入焊料槽的速度,并控制在焊料槽内的停顿。样品的夹具不要与焊料槽接触,应通过正确设计,使沾附的焊剂减到最少。
(4)光学设备:在均匀的、无闪光的、全散射的照明条件下,采用放大倍数至少 10 倍的放大镜来进行焊接后引线的观察和检查。
(5)水汽老化设备:应采用大小足以容纳试验样品的耐腐蚀的容器,试验样品的放置位置必须使其底部至少高出水表面 4cm 的距离。支撑试验样品的支架必须采用无杂质污染的材料。同时,设备应能按规定要求提供所需的温度。
2.试验程序
1)预处理
对可焊性试验前样品的预处理蒸汽老化预处理,不同标准规定的处理方式也是多种多样,如蒸汽老化、恒温恒湿、高温老化。很多标准提供的老化过程是蒸汽老化,这种方法也是最广泛使用的预处理。蒸汽老化的时间一般为 1h 或 8h。老化的温度根据不同的海拔高度选择不同的温度条件。
2)测试所需材料准备
(1)焊料。焊料包括无铅焊料与有铅焊料。目前国军标采用的都是有铅焊料。另外,如有特殊需求,可以双方共同商讨确定采用何种焊料成分。
(2)助焊剂。在测试时,选择何种助焊剂,会直接影响测试结果。助焊剂分为活性焊剂与半活性焊剂。
3)测试
样品经过蒸汽老化预处理后,在室温中晾干后即可测试,但必须在 72h 内完成整个焊锡性测试。其基本步骤如下:
(1)将焊剂涂覆在待测样品表面;
(2)将多余助焊剂清除;
(3)按要求将样品置于锡液上方预热一定时间;
(4)样品以一定的角度(0°~90°)及预设的速度(1~5mm/s)浸入锡液规定的深度;
(5)从系统中读取润湿时间、沾锡能力等参数结果,并查看润湿过程曲线。
在 IPC 和 IEC 中所要求结果判断的参数不同,但要求给出的参数基本上包括 Tb、Ta、T2/3、F1、F2、AA(AUC)、Fmax、TFmax。下面针对给出的参数,分别说明它们所代表的意义,如表1所示。
表1 试验参数与含义