IEC 68-2-54 試驗方法 Ta：錫焊－以潤濕力平衡法進行可焊性試驗

[font=標楷體][color=#8000ff]IEC68-2-54試驗方法Ta：錫焊－以潤濕力平衡法進行可焊性試驗[font=Arial]IEC68-2-54TestTa：[font=Arial]Soldering－[font=Arial]Solderabilitytestingby
thewettingbalancemethod[i]前言[/i]
[indent]本試驗法之目的在決定各種形狀的元件端子之可焊性；特別適合充當參考試驗，或無其他方法可量化元件可焊性時之選擇。
[/indent][i]範圍[/i]
[indent]採用駐留(stationary)模式試驗法[url=https://www.kekaoxing.com/club]，[/url]探討試件特定部位之可焊性。
[/indent][i]限制[/i]
[indent]無法探討試件突出部位之可焊性是否相近，亦即不適用於掃描(scan)模式試驗法。
[/indent][i]測試步驟[/i]
[list=1][*]試件之準備[*]應保持試件表面潔淨，勿以手觸摸。[*]不允許清洗試件；但若相關規範要求清洗試件，可在室溫下將試件浸入中性有機溶液清洗。[*]若相關規範要求執行加速老化(ageing)試驗，應參照IEC68-2-20規範執行。[/list][i]試驗過程[/i]
[indent]試驗安排如圖1所示。將試件懸吊於測重天平上，以相關規範規定之速率將試件浸入溫控焊錫槽中，並維持規定之深度。
在焊錫槽中，融錫對試件將同時產生浮力及表面張力，其合力經由轉能器(transducer)轉換為電性訊號，最後由高速記錄器畫出力量與時間的軌跡圖。
[/indent][i]解讀試驗結果[/i]
[indent]典型軌跡圖如圖2所示，其中橫軸為浸漬駐留時間，縱軸向上表排錫力(non-wettingforce)、向下表潤濕力(wettingforce)。
t0點位於橫軸上(力量歸零)，為試件與融錫開始接觸之時間。
水平虛線表估算之浮力位準，A點為浮力與潤濕力平衡點。所有測得之力量皆應以A點為基準。
B點表浸漬時的最大潤濕力。C點表浸漬時間終了時之作用力。若C點與B點等值時，表示潤濕狀況穩定；若C點值高於B點值時，表示潤濕狀況不穩定。
[/indent][i]決定潤濕力之參考值[/i]
[list][*]計算潤濕力之理論[/list][indent]潤濕力為融錫對試件之浮力減去表面張力，其理論值為：
F(mN)=0.08×浸漬體積(mm3)-0.4×浸漬周長(mm)
[/indent][list][*]量測潤濕力之參考值[/list][indent]由試件中取一樣本，為使其可焊性達最佳化，可用活性助焊劑(參考IEC68-2-20)，並在樣本表面鍍上錫衣。
將處理後之樣本浸入焊錫槽，重複數次直到最大潤濕力不再增加為止。
所得之最大潤濕力即待定參考值。
[/indent][list][*]判定可焊性[/list][indent]開始潤濕所需時間，即t0點至A點(如圖2所示)之最大時間間隔。對於批次處理之錫焊作業，建議時間為1至2.5秒，須視助焊劑種類及試件熱特性而定。
求得規定時間內最小潤濕力與參考值之比值。
[/indent][indent]以C點除以B點之值(如圖2所示)判定潤濕之穩定性；若浸漬駐留時間為5至10秒，建議其比值須大於0.8。
[/indent][i]測試條件[/i]
[list][*]應於相關規範中規定之項目：[/list][indent][list=1][*]規定應否清洗試件之油污。[*]規定應否執行老化試驗及其執行方式。[*]規定助焊劑種類。[*]規定試件待試部位。[*]規定試件浸漬深度。[*]規定試件浸漬駐留時間。[*]規定試驗後應由軌跡圖獲取何種參數。[*]規定參數之允收標準。[/list][/indent][list][*]焊錫材料：參照IEC68-2-20。[*]助焊劑材料：參照IEC68-2-20。[*]試驗過程中：[/list][indent]試件安裝於夾具後，在室溫下，依相關規範規定，使試件待試部位之表面浸漬於助焊劑中，再將試件垂直置於乾淨濾紙上約1～5秒鐘，以吸乾多餘的助焊劑。
試驗開始前，焊錫溫度應保持在235±3oC，將懸吊試件移至焊錫槽正上方，試件底部至融錫表面之高度為20±5mm，並停留30±15秒以蒸發助焊劑。在試件乾燥期間，應將軌跡記錄器(tracerecorder)歸零，並以材料合適的刮刀刮去融錫表面的氧化物。
將試件以20±5mm/秒之速率插入融錫中，浸漬深度及停留時間應依相關規範之規定。在這段駐留時間內，融錫作用於試件的力量將隨時間變化，而在記錄器上則可畫出其軌跡圖。
將試件以20±5mm/秒速率抽離融錫。
[/indent][i]試驗設置[/i]
[list][*]試件形狀及試前處理[/list][indent]試件形狀並無要求；但估算各種作用力時，均勻剖面試件可獲致較精確結果。
應將試件以垂直於融錫表面之角度(容差為±15o)浸入。若須截斷試件，斷面應平整且與浸入方向垂直。
對於試件多數部位無法沾錫者，如電容晶片及部份電路板，採用本試驗法時，須考慮試驗結果可能失真。因此，本試驗法應針對元件端子部署於剖面四周者之可焊性。
應將助焊劑之浸漬及擦乾的程序標準化，不可因助焊劑之蒸發或滴落，影響試驗結果。
[/indent][list][*]記錄器[/list][indent]以估算之試件浮力為零點，可使記錄器獲得最高靈敏度。
記錄器之反應時間應低於0.3秒，其反應溢射(overshoot)須小於最大讀數的1%。以下程序可測試其反應及零點穩定性：
[/indent][indent]選用重量已知試件及其夾具，此重量應使記錄器達滿刻度。
將夾具置於定位且使記錄器歸零。
記錄器開到最高走紙速率。
將試件放入夾具中。
在2或3秒後，移走試件；但記錄器繼續走紙。
在2或3秒後，將試件放入夾具中。
至少重複試件之移入、移出程序五次，關記錄器。
[/indent][indent]由上述程序所得之軌跡圖中可判定：記錄器刻度與試驗靈敏度、記錄筆之反應時間、記錄筆歸零之一致性。
記錄器可視試件大小而調整其刻度，通常若試件周長為1mm～20mm，則作用力於記錄器之滿刻度為1mN～20mN。
記錄走紙速率至少為10mm/秒。
[/indent][list][*]天平系統[/list][indent]天平內彈簧之剛性為：遭受10mN力時，試件夾持懸臂之垂直位移須低於0.1mm。
在最靈敏之試驗範圍內，可讀出試件重量低於200mg時之最大作用力。
在最靈敏之試驗範圍內，天平系統之機械及電性雜訊應低於訊號位準的10%或小於0.04mN。
[/indent][list][*]焊錫槽[/list][indent]試驗時，焊錫槽應維持精確之溫度，通常為235oC左右。但若相關規範另有規定，則依其規定。
試件與焊錫槽壁應保持相當距離，避免因焊錫槽形狀影響融錫對試件之作用力。
[/indent][list][*]焊錫槽升降機構與控制[/list][indent]在潤濕過程中，融錫以凹面方式向上攀附於試件未吃錫之表面。為使融錫凹面長出或保留試件與焊錫槽之間隙，必要時得截除試件底部。
融錫凹面最好可在試件剖面大小均勻(鄰近吃錫線附近)之條件下長成。
浸漬深度之可重複性容差為±0.02mm，可確保浮力修正誤差低於10%。
試件浸入愈深，融錫傳熱至試件愈快，減少潤濕之延遲時間。
標準浸入速率應為16mm/秒～25mm/秒。
[/indent][indent]浸漬駐留時間應為0秒～10秒，原因為：
一般焊錫作業時間不致超過10秒；
對熱容較高或可焊性較差之試件，浸漬駐留時間低於10秒則無法取得足夠記錄。
[/indent][i]其他[/i]
[list][*]可焊性的判定[/list][indent]透過潤濕力平衡法，可測得融錫鉛直作用於試件之力量與時間的軌跡圖。本試驗法建議判讀軌跡圖中的一些參數，可用以判定達到規定潤濕性之時間，或規定時間內之潤濕程度。
[/indent][list][*]潤濕力對時間軌跡圖的意義[/list][indent]圖3所示為一些典型的軌跡圖，橫軸為時間，縱軸為力量。圖中虛線表試驗起始條件，此時已將試件重量歸零；水平實線則表試件浮力。
[indent]試件浮力(g)=試件浸漬體積(cm3)×8(g/cm3)。
[size=5]其它详见：[url=https://www.kekaoxing.com/club/thread-592-1-1.html][size=5][color=#0000ff]IEC68系列标准列表[/url]
[/indent][/indent]