详解电子元件的润湿平衡实验

1. 何为润湿平衡实验
为了避免大规模生产时出现元器件焊盘/引脚锡量太少问题，业界往往会提前对元件进行焊锡润湿平衡实验以验证元器件可焊性。润湿平衡测试的目的时检测PCBA的可焊性是否能够满足使用要求，并由此判断润湿性不良的原因。润湿平衡实验可以分为锡球法和锡槽法。

2. 润湿平衡实验基本原理和过程
润湿平衡实验的受力涉及了焊锡对元件的浮力和焊锡润湿元件时形成向下的拉力(润湿力)。润湿平衡实验步骤是将待测元件样品固定在焊锡天平的头部，然后在检测部位涂覆助焊剂并将天平归零。随着天平头部或焊锡平台的移动，样品会接触到焊锡。焊锡在接触样品后会产生浮力作用，浮力被被规定为负值。当焊锡开始润湿样品后会对样品形成向下的润湿力，拉力被规定为正值。随着润湿的持续进行，润湿力会逐渐与浮力达到平衡并在随后超过浮力。
 
当样品开始离开脱离焊锡时浮力开始下降。在样品离开焊锡液的瞬间，焊料对样品不在施加浮力，且此时拉力最大。最后焊锡不再施加拉力。

                                                                     图1. 润湿平衡实验流程图。

3. 润湿平衡实验应用例子
铜片锡槽法: 将铜片浸入助焊剂中3-5mm，浸入的深度要大于再锡槽的浸入深度。测试参数见表1.

                                                                      表1. 锡槽法润湿平衡实验参数。
 
 

4. 实验结果解读
测试时间越短说明PCB越快被润湿。最大润湿力越大意味着焊料对母材的润湿性越强，沾锡量越多。润湿性的好坏影响焊接结果。润湿速度慢需要更长的焊接时间，而过长焊接时间会增加金属间化合物层厚度从而影响焊点机械强度。对于回流焊工艺，回流曲线的恒温区能够允许焊料助焊剂去除焊接表面氧化层，从而提高润湿性。过短地恒温区持续时间不利于润湿性的改善，因此回流曲线的制定应以充分分析元器件润湿性为前提。

5. 锡膏产品
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审核编辑 黄宇