Испытание на способность к пайке

 

Проводят с целью проверки способности выводов изделий образовывать соединения в течение определенного времени, названного в стандарте «временем пайки». Оно определяется временем, которое требуется для достижения в заданных условиях необходимой степени смачивания поверхности выводов припоем. На практике применяют несколько методов испытания на способность к пайке:

- испытание с применением капельной установки;

- испытание с применением паяльной ванны;

- испытание с применением паяльника;

- испытание на десмачивание;

- испытание методом баланса смачивания.

Капельную установку используют для определения времени пайки проволочных выводов круглого сечения. Испытываемый вывод покрывают флюсом, затем погружают в каплю расплавленного припоя таким образом, чтобы она разделилась пополам. На железный стержень, нагретый до температуры (235±2)°С, наносят кусочек припоя. Перед установкой нового кусочка припоя припой, оставшийся на железном стержне от предыдущего испытания, должен быть удален. Время с момента деления капли припоя пополам до момента соединения ее над выводом составляет время пайки. При этом отношение диаметра испытываемого вывода к высоте капли выбирают таким, чтобы слияние капли припоя над выводом не могло произойти без смачивания. Выводы выдерживают в нормальных климатических условиях испытаний в течении времени, установленного в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. Остатки флюса удаляют изопропиловым или этиловым спиртом.

Паяльную ванну используют для испытания на паяемость в случае, если форма элемента или его вывода не позволяет применить капельную установку (например, для элементов с лепестковыми выводами или печатных плат). Паяльная ванна должна быть глубиной не менее 40 мм, иметь объем не менее 300 мл и содержать припой, температура которого (235±5) °С (для элементов, предназначенных для печатного монтажа) и (270±10)°С (для прочих элементов). Испытываемый вывод сначала погружают во флюс. Применяемый флюс должен состоять из 25% по массе канифоли (ГОСТ 19113-84) и 75% по массе изопропилового или этилового спирта (ГОСТ 18300-87). Избыточный флюс удаляют, давая ему стекать в течение 1 мин ±5 с. Предварительную подготовку выводов не проводят, если это не указано в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. При необходимости выводы обезжиривают путем погружения в нейтральный органический растворитель при комнатной температуре. Выводы изделия опускают во флюс, затем вынимают и выдерживают для удаления избытка флюса в вертикальном положении в течение 30-60 с. Затем вывод сразу же погружают в ванну с припоем в направлении продольной оси. Место погружения должно находиться на расстоянии не менее 10 мм от стенок ванны. Скорость погружения (25±2,5) мм∙с^-1, время выдержки в припое (5±0,5) с. После извлечения выводов из ванны с расплавленным припоем их выдерживают в нормальных климатических условиях испытаний в течение времени, указанного в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. Остатки флюса на выводах удаляют прополаскиванием их в изопропиловом или этиловом спирте.

Изделия считают выдержавшими испытания, если при визуальном осмотре установлено, что испытуемая поверхность выводов покрыта гладким блестящим слоем припоя. Допускается незначительное количество отдельных дефектов в виде пор, зон, не подвергшихся смачиванию, или зон, где произошло десмачивание. Эти выводы не должны концентрироваться на одном участке поверхности вывода.

Для испытания применяют трубчатый припой марки ПОС 61 ГОСТ 21931-76 с сердечником из канифоли по ГОСТ 19113-84. Припой представляет собой трубку с сердечником из флюса. Для паяльника первого типа используют трубку припоя диаметром 1,2 или 1,5 мм для паяльника II типа – трубку припоя диаметром 0,8 мм или 1,0 мм.

Паяльник, нагретый до (350±10)°С, применяют, когда нельзя оценить паяемость, испытывая образцы на капельной установке или с помощью паяльной ванны (например, для самофлюсующихся эмалированных проводов, для которых температура припоя при других методах пайки слишком низка, или для элементов с лепестковыми выводами, не предназначенными для пайки погружением).Стержень паяльника должен быть изготовлен из меди и иметь железное покрытие или выполнен из эрозийного медного сплава. Форма заточки стержня – односторонний клин. Время выдержки 2-3 с, если другое время не оговорено в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. В момент выдержки паяльник должен быть неподвижным. Между последовательными приложениями паяльника к различным выводам одного и того же изделия следует соблюдать 5-10 с. Вывод должен быть облужен на расстоянии не менее 6 мм от корпуса изделия или до половины длины паяемого лепестка в случае лепесткового вывода, если другие условия не указаны в стандартах и ТУ на изделия и ПИ.

Испытание на десмачивание проводя в паяльной ванне. Испытываемые выводы опускают во флюс, затем погружают в ванную с расплавленным припоем в направлении продольной оси изделия. Температура припоя в ванне устанавливают (260±5)°С. Точка погружения выводов должна быть на расстоянии не менее 10 мм от стенок ванны. Скорость погружения (извлечения) (5±2) мм∙с^-1, время выдержки в припое (5±0,5) с. После извлечения из ванны с расплавленным припоем выводы выдерживают в вертикальном положении до затвердения припоя. Остатки флюса на выводах удаляют прополаскиванием их в изопровиловом или этиловм спирте. Необходимо, чтобы суммарное время выдержки выводов в припое составляло 10 с.

Испытание методом балансного смачивания заключается в погружении изделия в ванну с расплавленным припоем и регистрацией результирующей силы, действующей на изделие, как функция от времени. Полученную кривую сравнивают с кривой, зарегистрированной при испытании идеально смоченного изделия того же типа и размеров. Температура расплавленного припоя в ванне устанавливают (235±3)°С. Изделие погружают в ванну с припоем со скоростью (20±5) мм/с и выдерживают на глубине и в течение времени, указанного в стандартах и ТУ на изделия и ПИ. Изделие извлекают из ванны с припоем с той же скоростью. Когда изделие находится в погруженным состоянии неподвижно, регистрируют результирующую силу, действующую на изделие, как на функцию от времени.

 

Рис 1 Зависимость результирующей силы от времени

1 – линия отсчета сил, действующих на изделие

 

На рисунке 1 силы, направленные вверх (несмачивания), представлены как положительные, а силы, направленные вниз (смачивание),как отрицательные. Характерные точки:

- время t ₀ — время первоначального контакта изделия с поверх­ностью припоя, когда сила, действующая на изделие, равна нулю;

- точка А характеризует момент времени, когда сила, действую­щая на изделие, равна расчетной выталкивающей силе. При расчете выталкивающей силы за глубину погружения принимают глу­бину ниже уровня припоя в ванне. Все силы измеряют относитель­но горизонтальной линии, проходящей через точку А;

- точка Б характеризует максимальное значение результирую­щей силы, направленной вниз, в течение времени погружения;

- точка В — точка в конце времени погружения. Сила в точках Б и В может иметь одинаковые значения для одного и того же изделия, что указывает на стабильность условий смачивания. Если сила смачивания в точке В меньше, чем в точке Б, то процесс смачива­ния является нестабильным

Примеры кривых «сила — время» приведены на рисунке 2.

Для исследования способности к пайке материалов изделия с низкой степенью смачивания эталонную силу смачивания сравнивают с расчетной силой смачивания. Расчетную силу смачивания (F) в миллиньютонах получают по формуле

F =0,08 V – 0,4 p,

где р – периметр погружения части изделия, мм;

  V – объем погружения части изделия, мм³.

При использовании всех методов изделия считают выдержавшими испытание на паяемость, если при визуальном осмотре установлено, что поверхность их выводов покрыта сплошным слоем припоя не менее чем на 95%.

Рис 2. 1 – несмачивание; 2 — плохое смачивание; 3 — хорошее смачивание' 4 — быстрое смачивание для изделий с большой теплоемкостью; 5 —замедленное смачивание; 6 — медленное смачивание; 7 — несмачивание; 8 — очень быстрое смачивание; 9 — нестабильное смачивание.

 

Критериями оценки результатов испытаний являются следующие параметры:

Максимальное значение интервала времени (t_A-t₀), характеризующее начало смачивания;

Максимальное значение силы в процентах от эталонной силы смачивания после указанного интервала времени, характеризующее распространение смачивания;

Минимальное значение отношения силы в точке В к силе в точке Б, характеризующее стабильность смачивания.

Состав параметров и их значения устанавливают в стандартах и ТУ на изделие и ПИ.

12	Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: