润湿平衡法可焊性测试（J-STD-002）如何进行？
发布时间：2018-06-26 19:20:57
1、J-STD-002润湿平衡法概述
（1）J-STD-002润湿平衡法可焊性试验试件从一垂直安装的高灵敏度的称上悬吊下来，以规定的速度浸渍到规定温度的熔融的焊料槽中，且试件的底部浸渍至规定深度时，作用于试件上的浮力和表面张力在垂直方向上的合力（即润湿力），该合力与时间的关系来评定试件的可焊性。
图1 张力
（2）润湿过程：当固体试件的表面与焊料液体表面接触时，相接触的表面之间会形成一个接触角θ，接触角θ在固体的润湿过程是不断变化的。如果试件是可焊的，那么当他浸入焊料后，经短时间的加热就开始润湿，焊料从下弯的凹液面过渡到平面，然后变为凸液面，接触角在此过程中由180°变为90°再变为一锐角。
2、力-时间曲线分析
润湿平衡法可焊性测试过程如下图2所示：
图2 润湿曲线图示
图3 典型的润湿曲线
试件在刚进入熔融焊料时，由于还没有开始润湿，试件受浮力的作用（浮力大小可根据阿基米德定律，由排开的焊料体积乘以焊料的比重求出），这时润湿力F是负力（这里设定力向上为负，向下为正），随着时间的变化，试件逐渐开始润湿，表面张力在垂直方向的分力在F中占的比重逐渐增加就形成F由负渐渐变到零再由零变正。F为正值时，说明表面张力在垂直方向的分力已大于焊料浮力对试件的作用。因此F正值越大润湿情况越好。
样品悬挂于测试夹具上，不触碰其他任何东西时的力作为力值零点（不考虑重力）。
各点含义：
O点，t0：焊料表面与试样开始接触的时间，以记录仪从零力线开始运动作为标志；
A点：弯液面开始承托试样端部，此时的特征就是润湿力显著增加；
B点：接触角为90°，此时测得的力是由于浮力引起的，通过B点的水平虚线为浮力线，所有的力都参照浮力线来测量，及经过浮力修正的零轴；
C点：润湿力等于最大润湿力的2/3；
D点：在规定的浸渍周期内获得最大向下力的点， 即最大润湿力。
3、可焊性测试
（1）设备和材料：SWB-2型可焊性测试仪 、（蒸汽老化试验机）、焊料、助焊剂
图4 SWB-2型可焊性测试仪
（2）试验步骤：
1）样品前处理：依据客户具体要求，样品可选择进行以下三类蒸汽老化试验：a）无蒸汽老化要求（适用于样品表面从测试时算起在短期内（如：最多6个月）将被焊接，且焊接前将最少暴露于热环境）；b）1h±5min蒸汽老化（适用于表面为非锡或非锡铅镀层的样品从测试时间起经过一段时间后进行焊锡，且焊锡前将有限地暴露于热环境）；c）8h±15min蒸汽老化（适用于贮存时间超过6个月或多次暴露于热环境下其可焊性可能会降低的表面）。在未与客户达成一致意见时，种类3未默许蒸汽老化前处理。蒸汽老化温度依据海拔高度而不同，一般低于当地水的沸点7℃，蒸汽老化应使用去离子水或蒸馏水。
2）蒸汽老化试验完成后，样品立即从试验箱中取出，置于空气中晾干，可焊性测试应在完成老化试验之后72h之内进行，且测试前样品应避免手指接触等污染，样品引出端也应避免被刮伤、磨损等。
3）加热锡炉中焊锡，在245±5℃的焊接温度下进行锡/铅可焊性测试，在255±5℃的焊接温度下进行无铅可焊性测试。
2）测试样品浸渍助焊剂并滴干残余助焊剂后，将其安装于可焊性测试仪上；
3）将样品测试端浸入熔融焊锡中，浸入深度至少为0.1mm，浸入角度应当为20~45°，浸入和提出速度为1mm/s~5mm/s，浸渍时间5+0/-0.5s，大热容器件需要较长的焊锡浸渍时间；
4）进行可焊性测试，记录润湿力-时间曲线；
5）在10X显微镜下进行外观检查，对于0.5mm或更小尺寸器件可在30X显微镜下观察；
6）评价：
J-STD-002建议标准：
参数 | 说明 | 判定标准（建议标准） |
A组 | B组 |
| T0 | 经过浮力修正的零交时间 | ≤1s | ≤2s |
| F2 | 从测试开始到2秒时的润湿力 | ≤2s时，达到最大理论润湿力的50% | ≤2s前达到正值 |
| F5 | 从测试开始到5秒时的润湿力 | 不小于F2值的90% | 不小于F2的90% |
| AA | 从测试开始后润湿曲线区域的积分面积 | ≥使用试样浮力和50%的最大理论润湿力计算得到的积分面积 | ＞0 |