Способ определения смачиваемости материалов припоями

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЧИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИПОЯМИ, при котором производят погружение образца с нанесенным на его поверхно,сти флюсом в расплавленный припой и последующий подъем с одновременной регистрацией кривой зависимости сил взаимодействия образца с припорм от глубины погружения, а смачиваемость оценивают по величине отношения максимальной силы взаимодействия образца с припоем .при погружении к эталонному значению силы взаимодействия, отличающийся тем, что, с целью повьгшения точности при неполном смачивании образца припоем, эталонное значение силы взаимодействия образца с припоем определяют по скачкообраз- . г ному уменьшению угла наклона кривой сил взаимодействия при подъеме об (Л разца.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) др B 23 К 1/00

®<(:6%3Neg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц;,::, 13

K ABTOPCHOMV CBHPETEJlbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3668682/25-27 (22) 02. 12.83 (46) 30. 12.85. Бюл. Р 48 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) В.Г. Подлесных, В.И. Титов и М.П. Звягинцева (53) 621.791.3(088.8) (56) Пайка. Метод определения смачивания материалов припоями, ГОСТ 2390479 °

Авторское свидетельство СССР

В 791475, кл. В 23 К 1/00, 22.09.79. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЧИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИПОЯМИ, при котором производят погружение образца с нанесенным на его поверхности флюсом в расплавленный припой и последующий подъем с одновременной регистрацией кривой зависимости сил взаимо действия образца с припоем от глубины погружения, а смачиваемость оценивают по величине отношения максимальной силы взаимодействия образца с припоем при погружении к эталонному значению силы взаимодействия, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повьг .шения точности при неполном смачивании образца припоем, эталонное значение силы взаимодействия образца с припоем определяют по скачкообразному уменьшению угла наклона кривой Е сил взаимодействия при подъеме образца.

1201076

Изобретение относится к пайке, в частности к способам определения смачиваемости материалов припоями, и может быть использовано в электронной и приборостроительной отраслях при использовании лужения и пайки погружением в расплавленный припой..

Цель изобретения — повышение точности определения смачиваемости материалов припоем при неполном смачивании.

Сущность способа заключается в определении эталонного значения смачиваемости иэ- кривой зависимости силы взаимодействия образца с расплавленным припоем.

На чертеже изображена типичная диаграмма изменения сил взаимодействия в зависимости от глубины погружения при неполном смачивании в процессе погружения образца.

Прямая ветвь диаграммы 0-1-2-3 от- ражает изменение сил взаимодействия при погружении образца. Участок 0-1 соответствует несмачиванию поверхности образца, участок 1-2 характеризует скорость смачивания, участок

2-3 — установившееся напряжение смачивания (минимальный краевой угол натекания).

Обратная ветвь диаграммы 3-4-5-6 отражает изменение сил взаимодействия при подъеме образца. На этом участке рост сил взаимодействия связан с формированием краевых углов оттекания ум еньшением гидравлической выталкивающей силы, возможной сменой межфазных натяжений на границе припой— флюс (б ), припой — газ (G+ ) и обраэованйем перемычки жидкого распла-, I ва перед отрывом образца (участок

5-6), стягиваемой капиллярной силой.

При этом в т. 4 наблюдается скачкообразное уменьшение угла наклона кривой

Как показывают наблюдения, на участке 3-4 происходит рост высоты и объема мениска припоя у стенки образца (периметр смачивания не перемещается относительно поверхности образца). Сила взаимодействия при этом относительно быстро растет. В т. 4 высота мениска перестает увеличиваться,достигая предельно возможной величины. Периметр смачивания (Р) начинает перемещаться относительно поверхности образца со скоростью подъема образца, краевой угол оттекания равен нулю. Таким образом, начиная с

1О

20. вого краевого угла и возможность ис25

55 т.4, прекращается рост составляющей сил взаимодействия, связанный с уменьшением краевого угла. Дальнейший рост сил взаимодействия объясняется другими перечисленными причинами. Это приводит к скачкообразному уменьшению угла наклона кривой в т.4. Таким образом, нулевой краевой угол оттекания устанавливается в т.4. Для подтверждения этого было сопоставлено напряжение смачивания в т. 4 с величиной Qg, рассчитанной по максимальной высоте мениска (h) по формуле, связывающей h cb и радиусом сечения образца прн нулевом краевом угле. Расчеты показали, что в т. 4 имеет место равенство напряжения смачивания

f поверхностному натяжению1®, что подтверждает достижение в ней нулепользования соответствующего напряже» ния смачивания в качестве эталонного.

Пример конкретного осуществления определения смачиваемости предлагаемым способом.

Материалы: медь ф 1,3 мм, припой

ПОС-61, флюс ФСкГл. Температура прио поя в ванне 245 С. Скорость,погружения и подъема образца 0,3 мм с . Глубина погружения образца в т. 4 диаграммы 1, 16 мм. Гидравлическая выталкивающая сила в этот момент составила Рд= 12,4 10 Н. Сила взаимодей-5 ствия F в т. 4 130 57-10 Н. Соот() -5 ветствующее напряжение смачивания

f = (F )+ FA )/P=0,35. Н м. Высота мениска в т. 4 h = 1,2 .,Расчет.,-о,pz5 мм ное значение дат также составило

О, 35 H м, т. е. в т. 4 достигается эталонное значение f= d< при нулевом краевом угле, равное 0,35 H м" .

Расчет величины краевого угла в т.3 диаграммы производится по формуле

cos91 =(Р + F )/F® (31 н Д

1 где 9 H — краевой угол натекания в .т. 3 диаграммы, à — сила взаимодействия в т.3 (31

° j

FA1 — поправка на гидравлическую выталкивающую силу в т.3;

F< — эталонное значение силы взаимодействия в т.4.

p)

В рассматриваемом примере Ц

23 . Минимально допустимое значео ние напряжения смачивания в т.3 диаграммы f ;„ o Ho so Tb no соответствующей допустимой величине, доп краевого угла 9 . Если, например, 1201076

Составитель Ф. Конопелько

Редактор М. Петрова Техред Н.Микеш Корректор Е. Сирохман

Заказ 7902/11 Тирам 1085 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4

Э

0,35 0,766 0,27 Н м, что позволяет задать соответствукщую ми(Ы нимальную.допустимую величину Р при нормированном контроле смачивания.

Зкономический эффект от внедрения изобретения достигается эа счет повышения точности контроля, что позволяет снизить потери продукции от брака.