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基体金属的可焊性实验

2019-06-19 14:25
牢靠性杂坛
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一、可焊性的界说

在IPC规范中,可焊性界说为“金属被钎料潮湿的才能”。而潮湿效果的广义界说应为:在基材上构成一层相对均匀、滑润、无裂缝黏附着的钎料薄膜。

二、可焊性和牢靠性点评

可焊性的内在包含下述3个方面的约好:① 熔化钎料对基体金属的潮湿性;② 钎料和基体金属的接合性;③ 接合部的牢靠性。上述3个约好中,①是表述可焊性的一项最重要的内容。一般来说潮湿性好接合性也好,但是潮湿性好不必定就阐明焊接部的牢靠性就高。例如,以Sn基钎料焊接Au系基体金属便是一个典型比如。由此能够界说:简略潮湿母材,并且还能取得机械强度好的接合部,这时的钎料或母材才是可焊性好的钎料或可焊性好的母材。可焊性和焊接接合部的牢靠性之间有着亲近的联络,在一般状况下可焊性好的其焊接接合部的牢靠性也高,因此焊接接合部的牢靠性可由母材的可焊性的定量测定来点评。但是高牢靠性的接头是由可焊性好的母材、钎料、助焊剂及焊接工艺参数等归纳要从来取得的。正是因为可焊性受母材、钎料、助焊剂、焊接条件(温度、时刻)等参数的归纳影响,因此只要对这些影响参数逐个做出定量点评,才有可能对全体的牢靠性做出客观的点评。

三、焊接进程中与可焊性相关的物理参数

可焊性可经过与焊接工艺彼此相关的若干物理参数来鉴定。这些功用一般包含潮湿角、漫流面积、漫流速度、毛细分散、潮湿时刻、焊后的表面光整度等。可焊性测验的意图是:从产品质量管理视点动身,建立起对电子元器材供货商保证产品质量的一种手法和职责,以大幅度消除焊接缺点,下降产品的返修率,进步出产功率,下降制作本钱。

四、可焊性实验

可焊性实验有多种办法和计划,归纳起来如图1所示。

图1 可焊性实验办法

1)扩展实验法扩展实验法是经过熔融钎料在母材上的扩展功用来点评的一种办法,它是经过对扩展面积、扩展率和接触角等参数的测定来描绘的。(1)扩展面积(JIS-Z-3197)。它是在规则的钎料量和特定的工艺条件下,经过测定该定量钎料在母材上的扩展面积的巨细来鉴定的,扩展的面积越大可焊性越好。本法简略,不需求特别的实验设备,并且只需定量的钎料就能进行可焊性的定性点评。它也能用于助焊剂的功用实验。(2)扩展率(ASTM-B-545)。扩展率法是经过必定量的钎料球在母材上的扩展率来点评的。

扩展率的界说为扩展率(%)=[(D-H)/D]×100式中 H——扩展后钎猜中心高度(mm);D——实验用钎料球的直径(或核算直径,mm)与扩展面积法比较,扩展率法具有定量的特色。但在钎料扩展不均匀的状况下,H的测定较困难。ASTM规则的实验温度为250℃。(3)接触角(θ)。钎料潮湿接触角(θ)的测定是沿扩展实验样品的中心,沿扩展面的笔直方向进行切片,再选用显微镜拍摄来直接测定。也可利用钎料的扩展状况,用图3所示的球的一部分来简化模仿,并按下式来直接求得。

图3 接触角(θ)

接触角(θ)=2tan-1(h/x)式中 h——扩展钎料的高度;x——扩展钎料(圆形)的半径。测验的接触角(θ)越小,标明钎料的扩展性越好,即可焊性越好。2)界面张力测定法(1)丈量设备。界面张力测定法也称潮湿测力法,它是根据对母材和钎料之间彼此效果的界面张力来测定可焊性的,现在使用最广的界面张力测定法是弯月面平衡法。它是定量并能直接记载钎料潮湿进程的仅有办法,并且还能被使用于对可焊性实验进程中的种种潮湿现象进行解析。这种测定设备的外观如图4所示。

图4 界面张力测定设备

(2)测验原理。将实验样品浸渍在熔融钎料槽中时,因为浮力效果以及在实验样品、钎料和助焊剂界面上的各种表面张力的效果,实验样品遭到一个合力。假如记载到这些力的合力的改变,就能够反映出弯月面的特征,因此能够反映出接触角的特征,然后也就能够反映出可焊性的好坏。因为弯月面平衡法能够定量地测定这些力随时刻的改变联络,因此也就能够直接地取得接触角θ随时刻的改变联络,然后将和焊接进程相相关的现象定量地描绘出来。该丈量设备的结构组成如图5所示。

图5 界面张力测定结构

把实验样品(板或线)的一端浸入熔融钎猜中,正确地测定因为钎料潮湿效果在实验样品上的附着张力随时刻的改变规则,即效果在实验样品上的潮湿力,如图6示。

图6 丈量原理

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