Testování pájitelnosti v praxi - smáčení součástek

Datum: 26.06.2017
  | 
Kategorie: Pájený spoj, pájitelnost
V moderní elektronice má mezioperační kontrola jakosti nejvyšší důležitost kvůli neustále se zvyšující hustotě montáže na sestavách s plošnými obvody. Vizuální kontrola začíná být obtížná, ne-li nemožná. Problémy pájitelnosti na součástkách a deskách, jakožto faktorem přispívajícím ke špatné výtěžnosti ve výrobě, se zabývalo již mnoho firem. V jednom případě telekomunikační společnost vykázala vyřazení ve výši 4 % při přejímce zboží kvůli špatné pájitelnosti, a další 2 % po skladovací době v délce šesti měsíců.

Následující měsíční téma poskytne praktickou demonstraci testování pájitelnosti pomocí jak subjektivních, tak kvantitativních hodnotících metod. Uvedený příklad testovací metody se běžně používá v průmyslu k hodnocení vývodů povrchově montovaných součástek. Test je subjektivní a otevřený pro interpretaci, nicméně poskytuje podklad pro jednoduché, pravidelné testování, a je lepší než žádné testování.
Je zde rovněž demonstrována kvantitativní metoda, která se obvykle označuje jako smáčecí váhy. Toto zařízení je možno používat k hodnocení DPS s povrchovou montáží, i konvenčních DPS. Metoda smáčecích vah je znázorněna na Obr. 1.

Technické specifikace testování

K dispozici je několik specifikací, jež souvisejí s procesem testování pájitelnosti a jež je třeba vzít v úvahu při vytváření firemního postupu. Ačkoliv tyto testy pocházejí z různých zemí, mají mnoho společného.

  • IEC-68-2-20
  • BS 2011
  • IPC-S-805
  • JIS C 5033
  • IVF 73633
  • NF C 93-713

Zkušební postup

Zkušební postup určený k hodnocení součástky je založen na specifikaci IEC. Zkušební postupy používané pro povrchově montované součástky se dělí na různé zkušební podmínky pro smáčení, odmáčení, odolnost vůči pájecí teplotě a rozpouštění metalizace.

Podmínky namáčení

Smáčení

Toto jsou podmínky pro smáčení vývodů:
3 ± 0.3 sec
215 ± 3°C
nebo
2 ± 0.2 sec
235 ± 5°C

Odmáčení

Toto jsou podmínky pro odmáčení:
5 ± 0.5 sec
260 ± 5°C

Odolnost vůči pájecímu teplu

K hodnocení integrity součástky se používají podmínky namáčení pro testování odolnosti vůči pájecímu teplu. Ponořena musí být celá součástka.
10 ± 1 sec
260 ± 5°C

Odolnost vůči rozpouštění metalizace

Podmínky namáčení pro testování odolnosti vůči ztrátě metalizace slouží k hodnocení integrity pokovení na konci vývodů keramických součástek.
30 ± 1 sec
260 ± 5°C

Aplikace tavidla

Tavidlo používané k testování pájitelnost musí vyhovovat požadavkům příslušné specifikace. Vodítkem budiž zpravidla neaktivovaný materiál podle požadavků norem BS 2011 nebo IEC 68220. Během aplikace tavidla musí být vývod zcela ponořen do tavidla a zvolna vytahován. Přebytek tavidla je třeba odstranit pomocí savého papíru.

Testování

Testovaná součástka se upevní do vhodné svorky nebo pinzety z nerezové oceli. Neměl by přitom být žádný kontakt se zkoumaným vývodem. Doba ponoření a teplota závisí na typu prováděného testu. Před testováním je třeba zkontrolovat stav teploty pájecí lázně, a zda je ve stanoveném rozsahu. Pájka použitá v lázně bude 60%Sn/40%Pb.

Postup testování povrchově montovaných součástek:

  • Nejdříve operace nanášení tavidla.
  • Odstranění vrstvy oxidu.
  • Konečně ponoření součástky do pájecí lázně.
  • Před každým testem je třeba s povrchu lázně odstranit vrstvu oxidů.

Rychlost namáčení bude od 20 mm/sec do 25 mm/sec. Stručně řečeno, součástky se namáčejí do pájecí lázně svisle. Je možné zahrnout test plavání, kdy vývody součástky plavou na hladině pájky. K tomu je však třeba předchozího souhlasu dodavatele součástky a zápisu do specifikace součástky. Bylo doporučeno, že tato metoda se více hodí pro součástky, jež budou pájeny přetavením. Tuto metodu je třeba použít pouze k hodnocení pájitelnosti. Hodnocení testovaných součástek se provádí po vychladnutí součástek a po odstranění zbytků tavidla vhodným rozpouštědlem.

Hodnocení

Zkoumání je třeba provádět pod přiměřeným osvětlením pomocí mikroskopu se zvětšením v rozsahu 10× až 25×. Doporučujeme použít minimálně pět vzorků pro každou hodnocenou lázeň. Při hodnocení musí být každý vývod úplně pokrytý vrstvou čerstvé pájky. V oblasti, kde by se měl vytvořit pájený spoj, nesmí být ani stopa po vadách nebo nedokonalostech. Jednotlivá kritéria je třeba projednat s dodavatelem součástky.

Alternativní zkušební metody

Alternativní akceptovaná zkušební metoda, používající kvantitativní metodu hodnocení a eliminující vizuální interpretaci, jsou smáčecí váhy. Princip činnosti spočívá v měření změny sil, působících na vzorek během procesu smáčení.

Průběh testování

Obecně: Jak je vzorek spuštěn do pájecí lázně, zpočátku pájku stlačuje a vytváří sílu působící na vzorek v jednom směru, takže vzniká záporný meniskus. Vzorek je zadržen na krátkou dobu, během níž pájka smáčí povrch. Síla působící na vzorek se pak změní do opačného směru a vytvoří kladný meniskus. Snímač síly na háčku vah poskytne data, ze kterých se získá tvar křivky (Obr. 2). Křivka se buď znázorňuje na registračním přístroji nebo na počítači. Počítač má přednost, protože může poskytnout automatickou interpretaci a současně lze kdykoliv pořídit výpis.

Konkrétně: Vzorek se zavěsí na držák a namáčením se na něj nanese tavidlo; v tomto případě jde o neaktivované tavidlo typu R, jehož přebytek se pak vysaje kouskem látky. Vzorek se pak zavěsí za držák na háček snímače síly, a z hladiny pájecí lázně se odstraní struska. Vzorek je třeba ponechat nad pájecí lázní 30 Vzorek se zavěsí na držák a namáčením se na něj nanese tavidlo; v tomto případě jde o neaktivované tavidlo typu R, jehož přebytek se pak vysaje kouskem látky. Vzorek se pak zavěsí za držák na háček snímače síly, a z hladiny pájecí lázně se odstraní struska. Vzorek je třeba ponechat nad pájecí lázní 30 ± 15 sec, aby se odpařilo rozpouštědlo v tavidle. Poté se pájecí lázeň zvedne tak, aby se vzorek ponořil, a jak je vidět, hladina pájky je stlačena, protože se vzorek nesmáčí. Na začátku síla působí vzhůru, jak se vzorek ponoří, a pak – protože zde nedošlo k žádné významné interakci mezi vzorkem a pájkou, se tato síla udržuje po celou dobu trvání testu.

Zkoušku zopakujeme se stejným vzorkem, vloženým do stejného držáku, avšak tentokrát s aplikací aktivovaného tavidla, a odstraníme přebytek tavidla kouskem tkaniny. Vzorek se znovu zavěsí na snímač síly; opět je důležité pamatovat na odstranění strusky z hladiny pájky. Jakmile se nyní pájecí lázeň zvedne, aby se vzorek ponořil, bude hladina pájky zpočátku stlačena, avšak jak pájka smáčí měď, velmi rychle se zvedne a vytvoří kladný meniskus. Po spuštění pájecí lázně zůstane na povrchu vzorku dobře lnoucí povlak pájky. Takto je demonstrováno dobré smáčení a účinek aktivace tavidla.

Základní požadavky na tvary pájených spojů jsou znázorněny na Obr. 3.

 

 Nákup na www.abetec.cz


Další odborné články


e-Shopy, školení a e-Booky


soldering.cz

e Booky ZDARMA

fotografie

video

► Testování pájitelnosti v praxi

Naše webové stránky používají cookies, které nám pomáhají zjistit, jak jsou naše stránky používány. Abychom cookies mohli používat, musíte nám to povolit. Kliknutím na tlačítko „OK, souhlasím“ udělujete tento souhlas.


Cookies jsou malé soubory, které webové stránky (i ty naše) ukládají ve Vašem webovém prohlížeči. Obsahy těchto souborů jsou vyměňovány mezi Vaším prohlížečem a našimi servery, případně se servery našich partnerů. Některé cookies potřebujeme, aby webová stránka mohla správně fungovat, některé potřebujeme k marketingové a statistické analytice. Zde si můžete nastavit, které cookies budeme moci používat.

Nezbytné cookies
Analytické cookies
Marketingové cookies