本文目的是證明潤濕平衡法在質量控制和過程開發方面優于傳統可焊性肉眼觀測測試法。
 

背景：大家都熟悉可焊性肉眼觀察測試傳統方法，如邊緣浸潤，漂錫，波峰焊測試，焊料擴散試驗等，大多數測試似乎可以滿足您的要求。焊接完成后，如果缺失一些元件，就要進行返工或退貨，當然這會涉及額外費用。目前的測試方法無法跟上科技步伐，特別是無鉛組裝應用。20多年行業應用經驗，目睹了由于采用這些陳舊標準和技術而導致無數失敗的焊接。

失敗原因多種多樣：技能，訓練，技術員興趣，浸潤率過快或過慢，樣品在焊料中停留時間，將樣品放入錫槽深度等等，這些例子不勝枚舉。當建立一個測試方法，我們首先要做的是評估量具重復性和重現性（GR＆R）。如果測試結果受到測試儀影響，無論影響是積極還是消極，這種測試法都不是好方法。同樣地，如果測試結果無法重復，也不是好方法。當您在一個測試中采用GR＆R，必須找到具有良好重復性和重現性測試設備。在可焊性測試中，使用除潤濕平衡以外任何方法，得到的GR＆R值都不可接受。可使用機械法把焊料浸入錫槽以減少操作員的影響 - 浸潤速度/深度/停留時間 - 但這些方法的評估都只通過目視法完成。

考慮到輸入參數，如焊料密度，焊劑表面張力，零件尺寸等，潤濕天平是*的可焊性測試儀，因為其產生的GR＆R值可被接受，且易于使用，輸出量可以*按照物理定律推算。

潤濕天平（可焊性測試儀）包含一個非常/敏感的傳感頭，樣品夾具吸附在傳感頭上。將樣品以可控速率浸入到錫槽中 – 錫渣在測試前自動去除- 將樣品在錫槽中停留一會（預先確定時間），然后以可控速率抽出。在惰性氣體中預熱和測試也是現代化潤濕平衡一種選項,ST88標配此項功能完成充氮環境下測試。圖1顯示潤濕天平典型設置框圖。

潤濕天平（可焊性測試儀）包含一個非常/敏感的傳感頭，樣品夾具吸附在傳感頭上。將樣品以可控速率浸入到錫槽中 – 錫渣在測試前自動去除- 將樣品在錫槽中停留一會（預先確定時間），然后以可控速率抽出。在惰性氣體中預熱和測試也是現代化潤濕平衡一種選項,ST88標配此項功能完成充氮環境下測試。圖1顯示潤濕天平典型設置框圖。

使用直接浸潤和目視測試，結果如下：
             
                  1）zui初測試 – 將樣品浸入助焊劑 – 污漬過多 -浸在235°C 錫槽10秒 - 去除助焊劑殘留物 – 觀察樣品 - 重復五次–結果合格

                  2）14個月后 – 將樣品浸入助焊劑 – 污漬過多 -浸在235°C 錫槽10秒 - 去除助焊劑殘留物 – 觀察樣品 - 重復五次–結果合格

測試表明一切正常。潤濕平衡測試結果如下：

                  1）zui初測試 – 將樣品浸入助焊劑 – 污漬過多 – 放在潤濕天平—繼續測試 – 重復五次 –結果如下


                         測得的ENIG沉淀潤濕力

                                 以秒為時間單位

結果表明：

             1）五次潤濕時間非常一致，實際可認為是瞬間潤濕。

             2）五次都在緩慢上升，表明錫槽中金屬溶解

             3）zui大潤濕平整線表明底部鎳可焊性沒問題

2）14個月后：樣品浸入助焊劑 – 污漬過多 – 放在潤濕天平—繼續測試 – 重復五次 – 結果如下

                                      十四個月后ENIG沉淀潤濕力

                                       以秒為時間單位

結果表明：

            1）潤濕力達到正值（潤濕速度）時間略有增加，但僅為-0.375秒

            2）五分之四樣品達到zui大潤濕力時間*一致

            3）五分之四樣品與原始測試相比，潤濕力下降幅度近似，為20％- 表明鎳層鈍化，經過14個月存儲后依然可接受。但其中一個樣品潤濕力減少30％ - 可能需要再次可焊性測試確認。

可焊性視覺觀察結果看起來相同，但五個樣品可焊性不一樣。關于潤濕平衡力另一個例證是檢測元件心材。大多數情況下，采用表面拋光來保護心材可焊性——焊點zui終在其上形成。心材發生問題，可能會導致IMC變形，zui終減少長期可靠性。

                                       0402片式電阻器可焊性測試

                                               以秒為時間單位

通過浸入觀察法，0402電阻器測試結果。然而，通過潤濕平衡測試結果如下：

          
          1）瞬時潤濕

          2）急劇上升到zui大潤濕力

          3）樣品去潤濕 - zui大潤濕力減少約22％。

綜上測試數據表明 poor rinsing practice post nickel platingprior to solder plating ，電鍍化學與鎳表面接觸，并影響沉淀潤濕性。

結論：除了QA/ QC方面的應用，潤濕天平（可焊性測試儀）對工藝開發來講是有效的工具。可用它來篩選試驗，選擇助焊劑，合金，表面拋光，可大大減少驗證的工作量，更重要的是可把成本減到zui低。當今趨勢是使用不含VOC液態助焊劑 - 市場上有多種多樣 - 對于特定元件來說，選擇哪種zui合適？電鍍層及合金應如何選擇？只需進行潤濕平衡（可焊性）初始測試，挑選zui終產品的時間和成本便可大大降低。

同樣適用無鉛要求 - 如何選擇合金和無鉛產品？我的選擇是如何因使用氮氣而受到影響？通過潤濕平衡法，這些問題可科學系統地迎刃而解。

第二章，我們將詳細講解使用潤濕天平（可焊性測試儀）篩選不含VOC助焊劑。

工業在日新月異地發展，我們將針對準備發展無鉛組裝的人士，重點介紹無鉛組裝。我們會詳細介紹如何搭配氮氣裝置使用潤濕天平（可焊性測試儀），如何選擇合金和助焊劑來發展工藝。行業都已在使用這種方法。如果您想保持競爭力，請一定不要錯過。