以锡焊接工艺为基础的smt贴片加工组装制造业必须使用到一种基础的助焊剂材料,包括波峰焊使用的液体助焊剂、焊锡丝芯助焊剂以及焊锡膏中的膏状助焊剂。这些助焊剂在焊锡工艺中主要起到促进焊锡浸润、帮助提高焊接效果的作用,为了表征助焊剂的助焊性能,通常需要测试评估其扩展率指标和润湿时间(或润湿力),其中扩展率因其测试相对方便而且直观,被更加常用来表征助焊剂的助焊能力。
另外,由于焊接过程还涉及到温度、焊料以及被焊面等因素,当固定或标准化其中的温度、被焊面以及助焊剂后,所测得的扩展率还可以用来表征焊料的润湿性能力。因此,扩展率又常常是焊料的一个关键性能指标。接下来,众焱电子小编就来介绍一下扩展率的物理含义。
根据润湿的基本原理,要在焊接界面上形成一个好的焊点,焊料必须首先润湿被焊面,焊料金属的原子与被焊面的金属基材的原子达到一个双方可以产生作用力的距离,然后才会发生金属之间的扩散,乃至最后形成合金层或金属间化合物。而焊料常常需要在助焊剂的帮助下,才能发生焊料的润湿现象。焊料的浸润过程就是焊料在被焊表面的铺展过程,焊料在被焊面均匀地铺展开来后,焊料的形状就会发生变化,即高度变低面积变大。扩展率就是这个高度变低面积变大的一个表征参量。由于铺展面积的量是一个绝对量,与焊料的多少以及被焊面的大小有关,因此很多smt贴片打样厂一般不使用铺展面积来表示,而是用扩展率来表示,就是假定润湿发生的最初阶段焊料完全没有浸润被焊面,即此时的润湿角为180度,只有一个接触的点而没有面接触,此时的焊料就应该是一个完整的球形,此时焊料的高度就是这个球的直径(D)。
施加助焊剂与热量后,焊料就开始润湿并铺展开来,焊料就由最初的理想的球形铺展成为一定高度的焊点(高度为h),那么这个焊点与理想的球形焊料的高度差(D-h)与完全不浸润时的球形焊料的高度D的百分数比值就定义为扩展率。这个扩展率就与焊料的多少以及被焊面的大小无关的特征参数了。目前的标准如GB9491、JIS Z3197和JIS Z3198等等都是使用基于上述原理制定的测试方法。扩展率SR=(D-h)/D×100%。根据该原理,扩展率应该与铺展面积成正比,润湿性或助焊能力越好,焊料的铺展面积就越大,焊点的高度越低,扩展率也就越大。因此,通过测试扩展率这个指标就可以很好的表征焊料的润湿性以及助焊剂的助焊能力。
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