1 - линия действия выталкивающей силы
Рис.2
6.2.Характерные точки
6.2.1.Время - время первичного контакта образца с поверхностью припоя, когда сила равна 0.
6.2.2.Точка характеризует момент, когда сила, действующая на образец, равна рассчитанной выталкивающей силе. При расчете выталкивающей силы за глубину погружения принимают глубину ниже уровня припоя. Все силы измеряют относительно горизонтальной линии, проходящей через точку .
6.2.3.Точка характеризует максимальное значение результирующей силы, направленной вниз, достигнутой в течение указанного периода погружения.
6.2.4.Точка - точка в конце указанного периода погружения. Силы в точках и могут иметь одинаковое значение для одного и того же образца (см. п.В6.1.3 приложения В).
6.2.5.Расшифровка записи кривой, соответствующей извлечению образца, не рассматривается в стационарном методе.
6.3.Эталонная сила смачивания
Для получения практического эталона, с которым необходимо сравнивать экспериментальные результаты, для каждого вида испытываемых образцов должна быть выполнена следующая процедура.
Образец берут из партии испытываемых образцов и предварительно облуживают в оптимальных условиях, при этом используется активированный флюс, состав которого указан в СТ МЭК 68-2-20 (ГОСТ 28211). Облуживание можно производить на установке для испытания методом баланса смачивания в тех же условиях, которые используются для испытания на смачивание. Процедуру облуживания следует повторять на том же самом образце до тех пор, пока не будет достигнуто максимальное значение силы. Эта максимальная сила и будет эталонной силой смачивания.
Для исследования способности к пайке данного материала эталонную силу смачивания можно сравнить с теоретической силой смачивания, полученной вычислением, исходя из соответствующей константы поверхностного натяжения и плотности припоя при условии "идеального" смачивания.
Теоретическую силу смачивания ( ) в миллиньютонах рассчитывают по формуле
, (1)
где - периметр погруженной части образца, мм;
- объем погруженной части образца, мм .
Примечание. Формула действительна только в том случае, если поперечное сечение образца вблизи мениска постоянно по всей длине образца. Константа 0,4 Н/м применима только к условиям, приведенным для испытания. Она зависит только от сплава, температуры и флюса (см. приложение В, п.В6.2).
6.4.Требования к испытанию
Требования к паяемости должны быть выражены одним или несколькими параметрами:
для начала смачивания - максимальным значением для временного интервала ( );
для распространения смачивания - минимальным значением силы в процентах от эталонной силы смачивания после указанного времени;
для стабильности смачивания - минимальным значением дроби: .
7.СВЕДЕНИЯ, КОТОРЫЕ СЛЕДУЕТ УКАЗЫВАТЬ В СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ НТД
Если испытание на паяемость методом баланса смачивания включено в соответствующую НТД, то в ней должны быть приведены следующие сведения:
Номер раздела, пункта | |
а) требуется ли обезжиривание | 4 |
б) метод старения (если требуется) | 4 |
в) тип используемого флюса | 5.2 |
г) часть образца, подлежащая испытанию | 5.3 |
д) глубина погружения | 5.3 |
е) длительность погружения | 5.3 |
ж) параметры, измеряемые на основе кривой смачивания | 6.4 |
з) допустимые значения измеряемых параметров | 6.4 |
ПРИЛОЖЕНИЕ А Рекомендуемое. ТРЕБОВАНИЯ К ОБОРУДОВАНИЮ
При составлении соответствующей НТД все оборудование, включая самописец, считают единым узлом оборудования, имеющим следующие характеристики.
А1. Время срабатывания записывающего устройства самописца должно быть таким, чтобы возвращение к 0 при снятии максимальной нагрузки осуществлялось в течение 0,3 с с переотклонением не более 1% соответствующего максимального значения.
А2. Система измерительных приборов должна иметь ряд настроек чувствительности. В диапазоне наибольшей чувствительности максимальное отклонение от центра следует достигать посредством подвешивания гирьки массой, не превышающей 200 мг, к держателю образца.
A3. Скорость движения ленты должна быть не менее 10 мм/с.
А4. Электрические и механические помехи, регистрируемые на кривой, не должны превышать 0,04 мН.
А5. Отклонение записывающего устройства должно быть прямо пропорционально силе, измеряемой по всей шкале, с точностью более 95%.
А6. Жесткость пружины механического балансира должна быть такой, чтобы нагрузка 10 мН вызывала вертикальное смещение подвеса образца не более, чем на 0,1 мм.
А7. Размеры паяльной ванны должны быть такими, чтобы любая часть образца находилась не менее чем в 15 мм от стенки, а глубина ванны должна быть не менее 15 мм.
А8. Температура ванны должна быть (235±3) °С.
А9. Глубину погружения самой нижней точки образца следует регулировать в установленном диапазоне 2-5 мм с допускаемым отклонением ±0,2 мм.
А10. Скорость погружения и извлечения при стационарном методе должна быть (20±5) мм/с.
А11. Время выдержки образца на максимальной глубине погружения должно регулироваться в пределах от 0 до 10 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ В Рекомендуемое. РУКОВОДСТВО ПО ПРИМЕНЕНИЮ МЕТОДА БАЛАНСА СМАЧИВАНИЯ ПРИ ИСПЫТАНИИ НА ПАЯЕМОСТЬ
В1. Определение критерия "смачиваемости"
Метод баланса смачивания позволяет измерять вертикальные силы, действующие на образец, в зависимости от времени, при погружении его в ванну с расплавленным припоем. Способность образца к смачиванию определяется такими показателями, как время, необходимое для достижения данной степени смачивания, или как степень смачивания, достигнутая за указанное время.
В соответствующей НТД при испытании на смачиваемость может быть указано, чтобы несколько точек на кривой "сила - время" соответствовали определенным значениям. Настоящее руководство предлагает точки и значения, которые могут быть использованы.
Для получения воспроизводимых и количественных результатов испытательная аппаратура должна отвечать определенным требованиям; требования и методы проверки, подтверждающие соответствие этим требованиям, также приводятся в настоящем стандарте.
В2. Форма образца
Образец может быть любой формы, но для упрощения расшифровки кривой и расчета значений силы предпочтительно, чтобы погружаемая часть образца имела однородное поперечное сечение. Для уменьшения ошибок при расчете образец следует погружать так, чтобы угол отклонения испытываемых поверхностей от вертикали не превышал ±15° и, если погружаемый конец требуется укоротить, то он должен быть отрезан под прямым углом к вертикальной оси и не иметь заусениц.
Испытание может быть применено к таким образцам, как конденсаторы - чипы или печатные платы, имеющие большие не смачиваемые припоем поверхности. Однако такие поверхности могут вызвать искажение кривой "сила - время". Поэтому данный стандарт предназначен для использования метода при испытании выводов компонентов, которые должны смачиваться припоем по всему периметру поперечного сечения.
В3. Подготовка образца
При нанесении флюса на образцы и их высушивании используют стандартную методику, чтобы характер кривой не менялся под воздействием таких факторов, как испарение растворителя или стекание флюса во время испытания.
В4. Характеристики испытательной аппаратуры
В4.1. Записывающее устройство