[實用新型]一種預成型焊片潤濕性測試裝置

有效

• 申請號: 201120249920.9
• 申請日: 2011-07-15
• 公開（公告）號: CN202188999U
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 陳衛民
• 申請（專利權）人: 廣州先藝電子科技有限公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及熔體物性測量技術領域，尤其涉及一種預成型焊片潤濕性測試裝置。?

背景技術

潤濕性是固體界面由固-氣界面轉變為固-液界面的現象。潤濕性是材料表面與界面的重要指標之一，焊料合金的設計必須考慮合金與基體的潤濕性、流動性和可焊性，從而保證可靠的焊接性能和產品質量。目前對焊料潤濕性的檢測方法包括鋪展面積法、展寬法、接觸角法、浸漬法和表面張力法。?

鋪展面積法的原理是將一定質量的焊料（通常為?0.5~1g）和助焊劑放在被焊接材料表面加熱，焊料熔化后會在基板表面形成一定面積大小的圖形，使用面積測試儀可以得到其鋪展面積。鋪展面積法的評價參數為最后焊料的鋪展面積，即相同質量的焊料潤濕性越好，其鋪展面積越大；相反，面積越小，則表明該焊料的潤濕性越差。鋪展面積法在工業上使用的最多，因為該方法實行起來方便，對焊料的潤濕性具有很好的指導性。?

展寬法的過程是加熱熔化直徑為?D的球形焊料，通過檢測該焊料的展寬系數的大小來評判其潤濕性。假設球形熔化后的表面高度下降為H，那么展寬系數可以定義為：展寬系數=（D-H）/D×100%，焊料的潤濕性越好，其熔化后的焊料高度H越小，展寬系數越大。?

接觸角法原理是通過測試焊料熔化與引線的夾角來評價其潤濕性的。該夾角越小，說明其潤濕性越好。?

浸漬法的原理是實驗樣品懸掛在梁上，然后隨著下降系統下降到熔化的焊料中，此時焊料在表面張力作用下會沿著樣品表面粘附。該方法就是通過粘附焊料的面積來評價焊料在樣品上的潤濕性。?

表面張力法的過程是使用升降裝置將樣品放入熔化后的焊料中，這時樣品分別受到方向向下的潤濕力Fm和方向向上的浮力Fa作用，那么其合力F=Fm-Fa。而焊料的接觸角與樣品所受到的合力具有一定的數學關系。通常使用力學傳感器可以測出樣品所受到的合力?F，通過合力反推出接觸角，進而判斷焊料的潤濕性。如法國MENISCO?公司的ST60型可焊性測試儀，該儀器使用微處理器進行全程自動化控制，操作比較簡便，測試人員只需裝夾好樣品和設定好參數后，系統便能夠自動完成整個測試過程，并輸出潤濕曲線和相關結果。?

上述展寬法、接觸角法、浸漬法和表面張力法均為當前常見的使用形式，但是，這些方法對預成型焊片潤濕性的檢測都有很大的局限性，操作不便，無法得到較有價值的評價參數，而且可重復性也比較差。上述方法一般均無法動態觀察焊片熔化的鋪展情況，不能直觀反映焊片熔化時可能具有的特征變化。?

具體來說，展寬法一般要求焊料的形狀為球形，在工業中使用具有一定的局限性。

接觸角法的使用局限也較大，要求焊料的形狀和試樣都為線狀，而且該種方法測量精度比較差，數據處理比較困難。?

浸漬法一方面是一個主觀的行為，比如樣品在上升下降過程中可能不在垂直方向上，而是出現某個傾斜就有可能會誤認為是一個不潤濕過程，另外一個問題是放大問題，無法觀察焊料內部和焊料接觸面的缺陷和細節，同時這種方法對使用者要求非常高，要求使用者的經過專門的訓練，測試重復性差。?

表面張力法則不能在保持預成型焊片原始形狀尺寸的前提下測試其潤濕性，熔化時能否最大限度地保持原始形狀尺寸也是預成型焊片一個重要的質量指標。?

另外，中國專利申請號CN200810115050.9、公開號為CN101308077A?的一種測量中低溫熔體表面張力、密度和潤濕性的裝置和方法，在該專利文獻中，公開了一種測量潤濕性的裝置，該裝置包括加熱設備、透明石英爐管、光源、數碼照相機和計算機，其原理是利用靜滴法測量表面張力，即熔體液滴受重力作用在水平基板上呈橢球狀，根據液滴輪廓和事先測量的樣品質量，可以計算出熔滴的體積和密度，并測量出與基板的接觸角，進而根據Young-Laplace方程（Young-Laplace方程為拉普拉斯方程的一種）計算出熔體的表面張力。其測量方法如下：將樣品放于基板表面并一起放于石英爐管中，調節爐管使基板處于水平，將爐管密封，通過外置垂線水平儀結合計算機上的圖像再次調節基板至完全水平。根據樣品類型選擇不同氣氛環境，通過照相機和計算機顯示器在線觀測熔滴輪廓動態變化，在設定的溫度和保溫時間拍照，得到熔體表面張力、密度和接觸角等數據，可通過接觸角來評價其潤濕性。該專利提供的裝置操作時非常不便，基板水平調節操作繁瑣、需依靠主觀行為、精確度難以控制、測量精確度較低，實用性不佳。該裝置雖然可以動態觀察記錄，但不具備即時測量功能。而且，在文獻中可得出該裝置的氣體保護部分結構比較復雜、操作步驟多。?

實用新型內容