本文根据扩展率的物理意义设计了新的扩展率测试方法，并将该新的方法与目前的标准规定的扩展率测试方法进行比较，结果发现新方法应用在有铅的条件下测试助焊剂获的扩展率与目前的标准方法获得的结果在高值部分非常接近，而当扩展率低于90％后，二者之间的误差逐渐增大。
在无铅的smt贴片加工工艺条件下，低值部分与目前的测试方法获得的结果比较接近，而在扩展率大于76％以上的部分，就众焱电子小编的了解，目前的方法与新方法的结果相差较大。
1、焊料球的制备
为了获得与0.3克焊料环相近的焊料球，本研究选择了两种材料制作印刷锡膏的模板，分别是1.71mm厚度的环氧树脂光板和厚度为0.80mm的铝板，由于模板越厚孔径越小锡膏印刷越困难，考虑到好印刷以保证焊球大小的一致性，模板开口直径分别4、6、10mm和6、9、10mm。
焊料球研制的情况汇总表，根据结果，选择厚度为0.8mm孔径为Ф10mm的铝板为印刷模板来制作焊料球，控制焊锡膏的印刷质量，回流后可获得质量约0.3克的标准焊料球，均匀性以及球形都非常好。
2、扩展率试验
利用上述方法获得的焊料球和标准的焊料环分别进行扩展率试验，使用不同活性的助焊剂，可得到不同的扩展率结果。在smt贴片打样过程中，无论是使用有铅焊料还是无铅焊料，试样为焊料环的扩展率都要高于焊料球的，从理论上讲，焊料环本身的高度就已经低于焊料球的直径，也就是说焊料即使没有熔化铺展就已经有一个基础的扩展率值在那里了，而焊料球熔化形成焊点前几乎是没有铺展的，所以当焊料熔化后，焊料环铺展的面积自然要大，相应地焊点高度（h）就变小，而焊料球则从完全没有铺展到最后的铺展，因此结果要偏低。
对于锡铅合金，在扩展率低于90％时，使用焊料环与焊料球得到的结果差异逐渐扩大；而对于无铅合金，扩展率大于76％以后，二者差距更大，达到7％～4％。从试验的过程来看，由于无铅焊料的熔点较高，而当它是一个焊料球的时候，焊料球与铜片试样只有一个接触点，加热高温时需要更长的时间，热量才能传导到焊料球致使其熔融扩展，这个过程中，助焊剂的活性物质可能由于更长时间的高温而挥发或分解，导致助焊剂的活性或助焊性能下降，最终引起扩展率偏低。而焊料环则由于与铜试片的接触面积大，加热焊接时热传导效率高而快速熔融，使得其扩展率要高于前者。
由以上结果和分析可见，使用锡铅焊料来进行测试，使用焊料环的扩展率的结果要较为接近使用焊料球的，而对于无铅焊料环而言，其测试得到的助焊剂的扩展率是明显偏大的，从扩展率的定义来看，无疑使用焊料球来进行测试扩展率更加符合实际情况，毕竟使用焊料环时假定它是一个球，而实际情况却并非如此。原来的标准在测试扩展率的时候使用焊料环而不是焊料球，估计原因是原来不容易得到符合要求的焊料球。通过上面的扩展率测试，同时还可以看出，当焊接温度较高时，助焊剂需要提高其热稳定性，才能确保在更高的焊接过程中有很好的活性。因此，无铅的助焊剂需要在现有的锡铅用助焊剂的基础上做进一步的改良，才能满足无铅工艺的需求。
另外，使用同样活性的助焊剂，无铅焊料（SAC305）的润湿性以扩展率表示，要低于共晶的锡铅合金焊料5～10％。因此，在导入无铅工艺的时候，需要更严格的确保元器件与PCB焊盘的可焊性，同时选择活性更强的高温稳定性更好的无铅助焊剂，才能确保无铅焊接的质量与可靠性。
3、结论
本文按照扩展率定义的原理，对原来标准规定的扩展率测试方法进行研究改进，利用焊料球代替焊料环来进行扩展率测试。结果发现，原来使用焊料环进行测试而计算时又假定它是一个球的做法所得到的结果与直接使用焊料球进行测试得到的结果有明显的差异，当使用锡铅共晶焊料时得到扩展率值小于90％，差异逐渐扩大。
而对于无铅焊料的焊接，扩展率大于76％时，二者的误差在4～7％。而直接使用焊料球进行扩展率的测试无疑更接近实际情况，因此，建议在修订扩展率测试方法的标准时，用焊料球取代焊料环。同时本文还研究了标准焊料球的制备条件，即选择厚度为0.8mm孔径为Ф10mm的铝板为印刷模板，印刷标准合金的焊锡膏并控制焊锡膏的印刷质量，回流后可获得质量约0.3克的标准焊料球。
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