詳解電子元件的潤濕平衡實(shí)驗

1. 何為潤濕平衡實(shí)驗

為了避免大規模生產(chǎn)時(shí)出現元器件焊盤(pán)/引腳錫量太少問(wèn)題，業(yè)界往往會(huì )提前對元件進(jìn)行焊錫潤濕平衡實(shí)驗以驗證元器件可焊性。潤濕平衡測試的目的時(shí)檢測PCBA的可焊性是否能夠滿(mǎn)足使用要求，并由此判斷潤濕性不良的原因。潤濕平衡實(shí)驗可以分為錫球法和錫槽法。

2. 潤濕平衡實(shí)驗基本原理和過(guò)程

潤濕平衡實(shí)驗的受力涉及了焊錫對元件的浮力和焊錫潤濕元件時(shí)形成向下的拉力(潤濕力)。潤濕平衡實(shí)驗步驟是將待測元件樣品固定在焊錫天平的頭部，然后在檢測部位涂覆助焊劑并將天平歸零。隨著(zhù)天平頭部或焊錫平臺的移動(dòng)，樣品會(huì )接觸到焊錫。焊錫在接觸樣品后會(huì )產(chǎn)生浮力作用，浮力被被規定為負值。當焊錫開(kāi)始潤濕樣品后會(huì )對樣品形成向下的潤濕力，拉力被規定為正值。隨著(zhù)潤濕的持續進(jìn)行，潤濕力會(huì )逐漸與浮力達到平衡并在隨后超過(guò)浮力。

當樣品開(kāi)始離開(kāi)脫離焊錫時(shí)浮力開(kāi)始下降。在樣品離開(kāi)焊錫液的瞬間，焊料對樣品不在施加浮力，且此時(shí)拉力最大。最后焊錫不再施加拉力。

圖1. 潤濕平衡實(shí)驗流程圖。

3. 潤濕平衡實(shí)驗應用例子

銅片錫槽法: 將銅片浸入助焊劑中3-5mm，浸入的深度要大于再錫槽的浸入深度。測試參數見(jiàn)表1.

表1. 錫槽法潤濕平衡實(shí)驗參數。

4. 實(shí)驗結果解讀

測試時(shí)間越短說(shuō)明PCB越快被潤濕。最大潤濕力越大意味著(zhù)焊料對母材的潤濕性越強，沾錫量越多。潤濕性的好壞影響焊接結果。潤濕速度慢需要更長(cháng)的焊接時(shí)間，而過(guò)長(cháng)焊接時(shí)間會(huì )增加金屬間化合物層厚度從而影響焊點(diǎn)機械強度。對于回流焊工藝，回流曲線(xiàn)的恒溫區能夠允許焊料助焊劑去除焊接表面氧化層，從而提高潤濕性。過(guò)短地恒溫區持續時(shí)間不利于潤濕性的改善，因此回流曲線(xiàn)的制定應以充分分析元器件潤濕性為前提。