Systemy zwilżalności zostały zaprojektowane do pomiaru właściwości komponentu jeszcze przed etapem produkcji: jeśli wyniki testu są zadowalające, komponent zostaje zakwalifikowany do produkcji. Jednak gdy testy wypadną niepomyślnie, cała partia może wrócić do dostawcy, lub producent może poszukiwać innego, bardziej niezawodnego źródła zaopatrzenia.

Brak testu zwilżalności komponentu zwiększa ryzyko niepowodzenia testu funkcjonalnego gotowego urządzenia ze względu na możliwość wystąpienia połączeń lutowniczych o niedostatecznej jakości. Ewentualne koszty napraw lub scrapowania mogą przewyższyć koszty przeprowadzenia kosztów na wcześniejszych etapach.

Systemy testoweDo przeprowadzania tego typu testów służą specjalnie zaprojektowane systemy. We wstępnej fazie, wszelkie kluczowe dane dotyczące badanego komponentu wprowadzane są do systemu. Następnie, komponent mocowany jest w fixturze i poddany działaniu topnika. Następnie rozpoczyna się samo zbieranie danych i ich porównanie ze standardem, przyjętym jako baza testu zwilżalności. Aby uzyskać w pełni wiarygodny wynik, test powinien być przeprowadzony na co najmniej 10 sztukach komponentu z jednej partii dostaw.

Zestawy testowe dysponują oprogramowaniem, pokazującym takie kluczowe dane jak wartości średnie czy odchylenie standardowe. Niektóre z nich zawierają również opcje video, przechowywane wraz z odpowiednimi wynikami pomiarów. Kolejną możliwą opcją może być możliwość wykonania badań w atmosferze azotu, co wymaga nie tylko odpowiedniego oprogramowania, lecz również wyposażenia systemu w specjalną osłonę, do której może zostac wprowadzony azot.

Pomiary

Najpopularniejsza metoda to zastosowanie do testów pojemnika, wypełnionego tym samym stopem, jaki stosowany jest aktualnie w produkcji (oczywiście, systemy testowe umożliwiają łatwą wymianę takich pojemników, jeśli w użyciu jest więcej niż jeden stop). Testowany komponent jest zanurzany z zadaną prędkością w roztopionym stopie. Odległość od lustra stopu mierzona jest bezkontaktowym czujnikiem laserowym, a powierzchnia samego element jest uprzednio mechanicznie pozbawiana ewentualnych tlenków.

W pierwszej fazie testowany komponent, posiadający temperaturę pokojową, w chwili zanurzania w spoiwie jedynie je wypiera – siła, z jaką następuje wypieranie roztopionego stopu również jest mierzona. Po osiągnięciu przez komponent temperatury lutowania, następuje sam etap zwilżania. Roztopione lutowie otacza komponent, wznosząc się również ku jego górnej stronie, a następnie, na etapie jego wyciągania z lutowia, silnie napięcie powierzchniowe stopu ‘ciągnie’ w dół badany element. Wszystkie te siły są precyzyjnie mierzone i przedstawiane w postaci krzywej. Oprogramowanie przelicza następnie takie wartości jak siła zwilżania czy kąt menisku, tworzącego się w fazie wyciągania komponentu z lutowia. Otrzymane wartości mogą być porównane z wynikami, uzyskanymi w historycznych testach pozostałych próbek komponentu, co umożliwia zobrazowanie trendów jakościowych.


Rysunek 1. Przebieg testu zwilżalności komponentu.
© Microtronic

Innym popularnym badaniem jest test badający zwilżalność kulek pasty, podobny w swym przebiegu do testu przy zastosowaniu naczynia z roztopionym spoiwem. Szczegółem, na który zwracają uwagę producenci testerów, jest konieczność każdorazowego usunięcia pasty po teście.

Najnowsze metody testów

Najnowsze metody testowania zwilżalności umożliwiają analizę zachowania się komponentu i pasty lutowniczej w różnych profilach temperaturowych. Komponent umieszczany jest na rozprowadzonej paście i podgrzany przy zastosowaniu identycznego profilu jak w procesie produkcyjnym. Możliwy jest pomiar wszystkich kluczowych danych podczas całego cyklu podgrzewania. Test ten umożliwia symulację i kwalifikację różnych modeli temperaturowych w połączeniu ze zróżnicowanymi komponentami oraz pastami.

Uzyskane pomiary mogą być zarchiwizowane i porównane z międzynarodowymi standardami, dostępnymi poprzez oprogramowanie. Inna opcją jest porównanie wyników ze standardem, definiowanym samodzielnie przez firmę.


Artykuł opublikowano dzięki uprzejmości firmy C.H.Erbsloeh. Materiał opracowany na podstawie materiałów firmy © Microtronic GmbH