00103焊接工艺技术汇编03无铅合金波峰焊接的温度选择.doc
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1、无铅合金波峰焊接的温度选择 By Al Schneider, Sanju Arora and Bin Mo本文介绍一种湿润平衡测试方法,它为几种具有典型的低固、免洗助焊剂的无嵌合金建立最佳的波峰焊接温度。湿润平衡(wetting balance)早就是一种有用的评估焊锡湿润特性的实验室试验,用它来预测在生产场所的印制板装配工艺中的情况。这里要求三种材料来进行湿润平衡的测量:基板、助焊剂和焊锡。因此,对这个湿润平衡试验有三个主要方面。基板可以是印刷电路板表面上的一块金属面积、一个电子元件的引脚或端子。湿润平衡试验使用来评估金属表面的可焊性。试验程序在 IPC J标准-002和-003中有详细规定
2、。湿润平衡试验也可以用作评估替代焊接助焊剂成分的湿润效果的筛选工具。最近,湿润平衡被用来评估几种替代焊锡合金,特别是无铅焊锡的湿润特性。这个试验是对无铅回流焊接与波峰焊接广泛研究的一部分,其目的是要评估材料的兼容性、可焊性和焊接点的质量。该研究包括了各种混合的合金、焊接助焊剂、锡膏、板的表面涂层、表面贴装与通孔元件和一块专门设计的试验板。选择了湿润平衡仪器来决定适当的锡炉温度,以适合各种用于本研究波峰焊接阶段中的无铅合金。湿润平衡试验方法这里评估了五种无铅焊锡合金,包括锡与银和铜的二元合金、锡/银/铜的三元合金和锡/银/铜与铋和锑的四元合金。本研究中也包括了共晶的锡/铅焊锡,用作比较。评估的专
3、门合金及其熔化范围如表一所示。试验基板试验基板是尺寸为1.0x0.5厚度0.005的铜试样,该试样按照标准IPC-TM-650符合ISO 1634-CU-ETP 条件 HA。该试样是按如下预清洗的: 在沸腾的异丙醇中去脂 用铜表面调节剂去氧化物在纯水中冲刷 最后在异丙醇中冲刷湿润平衡试验是用刚清洁的试样和在 100C下氧化一小时的干净试样进行的。表一、试验的合金合金熔化温度范围内Sn63/Pb37183CSn99.3/Cu0.7227CSn96.5/Ag3.5221CSn95.5/Ag4/Cu0.5217218CSn96/Ag2.5/Bi1/Cu0.51214218CSn96.2/Ag2.5/
4、Sb0.5/Cu0.82210216C1 美国专利#4,879,096 2 美国专利#5,405,577试验参数焊锡湿润测试是使用一部湿润平衡测试仪进行的。该仪器的锡锅连续地装满要试验的每一种合金。把试样浸入一种低固免洗的试验助焊剂内达到 0.1的深度。然后试样都悬空在锡锅之上 0.1预热五秒钟。试样浸入与从助焊剂和焊锡中抽出的速度都是每秒一英寸。被氧化和未被氧化的铜试样都是使用该助焊剂。试验是使用一个范围的锡锅温度进行的。每个焊锡合金、锡锅温度和试样表面条件的组合使用了十五个试样。试验结果每个湿润平衡试验记录两组测试:湿润时间和湿润力。记录的湿润时间是要求穿过零湿润力轴的时间,单位为秒。希望
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