В4.1.1. Установка на 0
Во время испытательного цикла сила, действующая на образец, меняет направление в момент, когда несмачивание сменяется смачиванием. В некоторых случаях выталкивающая сила может вызвать значительное вертикальное смещение кривой смачивания. Следовательно, чтобы записать всю кривую смачивания с наиболее возможной чувствительностью, необходимо пользоваться самописцем, ноль которого находится либо в центре ленты, либо смещен до такого уровня, при котором вся кривая записывается на ленте.
В4.1.2. Время срабатывания (см. п.А1 приложения А)
Время срабатывания должно быть достаточно мало, чтобы записывающее устройство точно воспроизводило быстрые изменения силы смачивания, которые имеют место особенно в начале смачивания. Хотя теоретически время срабатывания должно быть бесконечно мало, практически максимальное время срабатывания 0,3 с оказалось удовлетворительным. Таким образом, самописец может быть использован в качестве записывающего устройства.
Для проверки времени срабатывания самописца и стабильности положения 0 используется следующая методика. Для ее осуществления необходимы гирька (масса которой должна быть достаточна, чтобы перо самописца максимально отклонялось от нулевой точки) и соответствующей формы держатель.
Методика:
установить держатель; самописец настроить на 0;
привести в движение с максимальной скоростью ленту самописца;
поместить гирьку в держатель образца;
через 2 или 3 с снять гирьку, при этом лента продолжает двигаться;
через 2 или 3 с вновь поместить гирьку в держатель;
повторить эту операцию по крайней мере 5-6 раз и отключить движение ленты.
Кривая, полученная на ленте, покажет чувствительность самописца для выбранных настроек, время, необходимое для срабатывания пера, и постоянство возврата к нулевому положению.
В4.1.3. Настройка чувствительности (см. п.А2 приложения А)
Обеспечение диапазона настроек чувствительности позволяет испытывать образцы различных размеров. Это достигается при помощи самописца, имеющего диапазон настроек усилителя. Если настройки усилителя позволяют представить полную шкалу сил значением от 20 до 1 мН (соответствующих присоединительным массам 2 г и 100 мг), можно испытывать образцы периметром от 20 до 1 мм.
В4.1.4. Скорость движения ленты (см. п.A3 приложения А)
Для удовлетворительного распознавания основных точек на кривой "сила - время" минимальная скорость движения ленты должна быть 10 мм/с.
В4.2. Система уравновешивания
В4.2.1. Жесткость пружины (см. п.А6 приложения А)
Система уравновешивания измеряет смещение пружинного устройства, вызываемое силой, действующей на образец. Такое смещение приводит к изменению глубины погружения образца в припой и, следовательно, к изменению выталкивающей силы. Необходимо, чтобы пружинная система была достаточно жесткой для того, чтобы ее деформация, а следовательно, и изменение выталкивающей силы в процессе испытания были ничтожно малы по сравнению с другими измеряемыми силами.
В4.2.2. Уровень помех (см. п.А4 приложения А)
Уровень электрических и механических помех в системе уравновешивания и усилителя не должен превышать 10% уровня сигнала в наиболее чувствительном испытательном диапазоне.
В4.3. Паяльная ванна (см. п.А7 приложения А)
Ванна должна иметь достаточную тепловую массу для обеспечения поддержания температуры испытания с требуемой точностью. Образец должен находиться на достаточном расстоянии от стенок ванны, чтобы кривизна поверхности припоя у стенок ванны не влияла на силы, действующие на образец. Для повышения избирательности данного испытания температура ванны выбирается 235 °С. Определенные покрытия, например, оловянное с органическим блескообразователем или золото, показывают значительное изменение скорости их растворения в припое, состоящем по массе из 60% олова и 40% свинца, при температуре от 235 до 250 °С. В данной ситуации в соответствующей НТД следует указывать, можно ли использовать для испытания температуру паяльной ванны 250 °С.
В4.4. Устройство для подъема ванны и пульт управления
В4.4.1. Глубина погружения (см. п.А9 приложения А)
Глубина, на которую погружается образец в расплавленный припой (состав которого должен быть указан), должна отвечать следующим условиям:
a)в процессе смачивания поднимающийся мениск припоя перемещают по испытываемой поверхности образца. При необходимости образец укорачивают для того, чтобы поддерживать зазор между концом образца и дном паяльной ванны;
b)смещение (мениска) должно осуществляться преимущественно вдоль участка с однородным поперечным сечением;
c)глубина погружения должна воспроизводиться с точностью ±2 мм, чтобы поправка на выталкивающую силу (которая обычно мала) находилась в пределах ±10% в худшем случае.
Примечание. Чем больше глубина погружения, тем больше выталкивающая сила смещает уровень нулевой силы от центрального нуля, при этом конечный сигнал будет оставаться выше первоначальной точки баланса даже при идеальном смачивании.
Чем больше глубина погружения, тем больше площадь передачи тепла от припоя к образцу, следовательно, тем меньше теплообмен замедляет процесс смачивания.
В4.4.2. Скорость погружения (см. п.А10 приложения А)
Установлено, что для стандартизованного метода испытания подходящей является скорость 16-25 мм/с. Более высокая скорость приводит к образованию ударных волн в паяльной ванне (что влияет на измерение силы), а при более низкой скорости припой в ванне продолжает движение во время начального периода подъема мениска.
В4.4.3. Продолжительность погружения (см. п.А11 приложения А)
Образцы, процесс пайки которых длится более 10 с, как правило, бракуют. Время выдержки менее 10 с не позволяет собрать достаточную информацию об образцах с плохой паяемостью или большой теплоемкостью. Время выдержки 5 с обычно является достаточным для небольших образцов, таких, как проволочные выводы.
При сравнении значения силы в начале испытательного цикла со значением силы в конце выдержки можно получить информацию о стабильности взаимосвязи между припоем и образцом (см. также п.В6.1.3).
B5. Некоторые характерные кривые "сила - время"
В приведенных ниже примерах часть кривой, характеризующая выталкивающие силы, действующие на образец снизу вверх, т.е. состояние несмачивания, обозначена как положительная; кривая, представляющая силы, действующие вниз, т.е. смачивание, показана как отрицательная.
Пунктирная линия соответствует состоянию в начале испытательного цикла без учета веса образца. Сплошная горизонтальная линия показывает смещение выталкивающей силы, где сила смачивания равна 0.
 | |
| 271 × 316 пикс. Открыть в новом окне | |
1 - несмачивание; 2 - плохое смачивание; 3 - хорошее смачивание; 4 - быстрое смачивание, ограниченное
тепловыми требованиями; 5 - замедленное смачивание; 6 - медленное смачивание;
7 - выталкиваемый образец; 8 - очень быстрое смачивание;
9 - нестабильное смачивание
Рис.3
Выталкивающая сила, действующая на образец, может быть вычислена путем умножения объема погруженной части образца на плотность расплавленного припоя, который этот объем вытесняет. При указанной температуре испытания 235 °С округленное значение плотности расплавленного припоя, состоящего по массе из 60% олова и 40% свинца, составляет 8 г/см
.
. В6. Критерии оценки кривой зависимости "сила - время"
В.6.1.Выбор критерия оценки результатов испытания
Поскольку одним из достоинств данного метода испытания является то, что исследуется весь процесс смачивания, следует использовать не один, а несколько параметров, перечисленных в п.6.4 настоящего стандарта, при определении требований, которым должны соответствовать результаты испытания.