Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-2-54:2014 quy định chung về Thử nghiệm Ta, phương pháp cân bằng bám dính bể hàn có thể áp dụng cho các đầu nối dây linh kiện có hình dạng bất kỳ để xác định khả năng bám dính.
TCVN 7699-2-54:2014 IEC 60068-2-54:2006 THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG PHẦN 2-54: CÁC THỬ NGHIỆM - THỬ NGHIỆM TA: THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG BÁM THIẾC CỦA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ƯỚT Environmental testing - Part 2-54: Tests - Test Ta: Solderability testing of electronic components by the wetting balance method Lời nói đầu TCVN 7699-2-54:2014 hồn tồn tương đương với IEC 60068-2-54:2006; TCVN 7699-2-54:2014 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ cơng bố THỬ NGHIỆM MƠI TRƯỜNG - PHẦN 2-54: CÁC THỬ NGHIỆM - THỬ NGHIỆM TA: THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG BÁM THIẾC CỦA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG ƯỚT Environmental testing - Part 2-54: Tests - Test Ta: Solderability testing of electronic components by the wetting balance method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định chung Thử nghiệm Ta, phương pháp cân bám dính bể hàn áp dụng cho đầu nối dây linh kiện có hình dạng để xác định khả bám dính Phương pháp đặc biệt phù hợp cho việc thử nghiệm tham khảo cho linh kiện thử nghiệm định lượng phương pháp khác Đối với thiết bị lắp đặt bề mặt (SMD), nên áp dụng IEC 60068-2-69 phù hợp Tiêu chuẩn cung cấp quy trình tiêu chuẩn hợp kim hàn chứa chì hợp kim hàn khơng chứa chì Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên (kể sửa đổi) TCVN 7699-1:2007 (IEC 60068-1:1988), Thử nghiệm môi trường - Phần 1: Quy định chung hướng dẫn IEC 60068-2-20:1979, Environment testing - Part 2-20: Tests - Test T: Soldering (Thử nghiệm môi trường - Phần 2-20: Các thử nghiệm - Thử nghiệm T: Hàn thiếc) IEC 61190-1-3, Attachment materials for electronic assembly - Part 1-3: Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders for electronic soldering applications (Vật liệu kèm để lắp ráp điện tử - Phần 1-3: Yêu cầu hợp kim hàn phẩm cấp điện tử chất hàn rắn có trợ dung khơng trợ dung dùng cho ứng dụng hàn linh kiện điện tử) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa nêu TCVN 7699-1 (IEC 60068-1) IEC 60068-2-20 Mô tả chung thử nghiệm Hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam có TCVN 7699-2-20:2014 hồn tồn tương đương với IEC 60068-2-20:2008 Mẫu thử treo cân nhạy (điển hình hệ thống lị xo) nhúng theo chiều cạnh tới độ sâu định bể chất hàn nóng chảy nhiệt độ kiểm soát Lực tổng hợp lực theo chiều thẳng đứng sức sức căng bề mặt tác dụng lên mẫu thử nhúng chất hàn nóng chảy chuyển đổi phát chuyển đổi thành tín hiệu ghi lại liên tục hàm theo thời gian thiết bị ghi biểu đồ tốc độ cao Đường đồ thị so sánh với đường nhận từ mẫu thử có chất kích thước bám dính hồn hảo Có hai chế độ thử nghiệm: - Chế độ tĩnh tại, dùng để nghiên cứu khả bám dính vị trí cụ thể mẫu thử Đây chế độ chuẩn hóa tiêu chuẩn - Chế độ quét, dùng để nghiên cứu tính đồng khả bám dính vùng rộng bề mặt mẫu thử Việc tiêu chuẩn hóa chế độ xem xét Mô tả thiết bị thử nghiệm 5.1 Hệ thống thử nghiệm Một sơ đồ xếp phù hợp dùng thử cho nghiệm thể Hình Hình - Sơ đồ bố trí thử nghiệm Chấp nhận hệ thống khác có khả đo lực tác động lên mẫu thử theo phương thẳng đứng, với điều kiện hệ thống có đặc tính đưa Phụ lục A 5.2 Bể hàn Kích thước bể hàn phải phù hợp với yêu cầu Điều A.7 Vật liệu ngăn chứa bể hàn phải chịu hỗn hợp chất hàn nóng chảy liên quan Ổn định trước 6.1 Chuẩn bị mẫu thử Mẫu thử phải thử nghiệm điều kiện “như nhận” trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan Cần cẩn thận để không xảy nhiễm bẩn tiếp xúc ngón tay phương tiện khác Mẫu thử làm cách nhúng dung mơi hữu trung tính nhiệt độ phòng, yêu cầu quy định kỹ thuật liên quan; không phép làm cách khác 6.2 Lão hóa Khi lão hóa gia tốc yêu cầu quy định kỹ thuật liên quan, phải sử dụng phương pháp quy định 4.5 IEC 60068-2-20 Vật liệu 7.1 Chất hàn 7.1.1 Quy định chung Thành phần chất hàn phải quy định quy định kỹ thuật liên quan 7.1.2 Hợp kim hàn chứa chì Thành phần chất hàn phải 60 % Sn(thiếc) theo khối lượng (wt %) 40 wt % Pb(chì) theo Phụ lục B IEC 60068-2-20 (Sn60Pb40A, theo IEC 61190-1-3) 63 wt % Sn(thiếc) 37 wt % Pb(chì) (Sn63Pb37A, theo 61190-1-3) 7.1.3 Hợp kim hàn khơng chứa chì Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, thành phần chất hàn phải 3,0 wt % Ag(bạc), 0,5 wt % Cu(đồng) lại Sn(thiếc), Sn96,5Ag3,0Cu0,5, 0,7 wt % Cu (đồng) lại Sn (thiếc), Sn99,3Cu0,7 tốt CHÚ THÍCH: Các hợp kim chất hàn bao gồm 3,0 wt % đến 4,0 wt % Ag, 0,5 wt % đến 1,0 wt % Cu, cịn lại Sn sử dụng thay cho Sn96,5Ag3,0Cu0,5 Các hợp kim hàn bao gồm 0,45 wt % đến 0,9 wt % Cu cịn lại Sn dùng thay cho Sn99,3Cu0,7 7.2 Chất trợ dung Chất trợ dung dùng phải gốc nhựa thơng khơng hoạt hóa gốc nhựa thơng hoạt hóa đây: a) Trợ dung gốc nhựa thơng khơng hoạt hóa: bao gồm 25 wt % nhựa thông 75 wt % 2propanol (isopropanol) rượu etylic (như quy định Phụ lục C IEC 60068-2-20) b) Trợ dung gốc nhựa thơng hoạt hóa: trợ dung hoạt hóa chất trợ dung nêu có bổ sung thêm diethylamoni clorua (cấp thuốc thử phân tích), đến 0,2 % 0,5 % clorua (dưới dạng clo tự gốc thành phần nhựa thông) Thông tin loại chất trợ dung sử dụng phải đưa quy định kỹ thuật liên quan Quy trình 8.1 Nhiệt độ thử nghiệm 8.1.1 Hợp kim hàn chứa chì Nhiệt độ chất hàn trước sau thử nghiệm phải 235 oC ± 3oC 8.1.2 Hợp kim hàn khơng chứa chì Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, nhiệt độ chất hàn trước thử nghiệm thử nghiệm phải tương ứng 245 oC ± 3oC hợp kim Sn96, 5Ag3, 0Cu0, 250oC ± 3oC hợp kim Sn99, 3Cu0,7 8.2 Phủ chất trợ dung Sau lắp mẫu thử cấu đỡ thích hợp, phần bề mặt quy định phải nhúng chất trợ dung nhiệt độ phịng Cho chảy lượng chất trợ dung thừa cách dựng thẳng đứng mẫu thử giấy lọc s đến s 8.3 Làm khô chất trợ dung Nhiệt độ chất hàn trước thử nghiệm phải quy định 8.1 Mẫu thử sau treo theo phương thẳng đứng, mép mẫu thử cao bể hàn 20 mm ± mm 30 s ± 15 s phần lớn dung môi chất trợ dung bay hơi, trước bắt đầu thử nghiệm Trong suốt giai đoạn làm khô này, hệ thống treo mũi vạch thiết bị ghi biểu đồ phải hiệu chỉnh đến vị trí “khơng” mong muốn, trước thử nghiệm, dùng lưỡi dao vật liệu phù hợp cạo lên bề mặt bể hàn để loại bỏ ôxit 8.4 Thử nghiệm Mẫu thử sau nhúng với tốc độ mm/s ± mm/s đến 20 mm/s ± mm/s đến độ sâu quy định chất hàn nóng chảy giữ vị trí thời gian quy định sau lấy Phần liên quan đường đồ thị lực theo thời gian thiết bị ghi nhận mẫu thử giữ cố định vị trí nhúng CHÚ THÍCH: Mẫu thử cần nhúng độ sâu yêu cầu phạm vi 0,2 s Đường vạch phải ghi lại bắt đầu trước nhúng vào chất hàn nóng chảy suốt khoảng thời gian thử nghiệm Bảng - Trình tự thời gian thử nghiệm Thời gian Khoảng thời gian s s ≈5 2) Để chất trợ dung chảy thoát ≈10 đến 3) Treo mẫu thử thiết bị ≈15 4) Gia nhiệt trước ≈20 30 ± 15 5) Lau oxit khỏi bề mặt chất hàn ≈60 6) Bắt đầu thử nghiệm ≈65 đến Tối đa 70 Qui trình 1) Nhúng vào chất trợ dung 7) Nhúng chất hàn CHÚ THÍCH: Thời gian tính từ thời điểm nhúng vào chất trợ dung Khoảng thời gian thời gian cho quy trình liên quan Trình bày kết 9.1 Dạng đường vạch thiết bị ghi biểu đồ Đường vạch ghi hai dạng, khác biệt dấu giá trị lực Trên Hình 2, lực hướng lên (khơng bám dính) biểu diễn lực có giá trị âm lực hướng xuống (bám dính) có giá trị dương Thơng thường, lực điểm E với lực điểm D điều kiện bám dính ổn định Nếu lực E nhỏ D, tức có khơng ổn định bám dính tồn (xem B.6.1.3) Hình - Điều kiện bám dính 9.2 Các điểm có ý nghĩa quan trọng 9.2.1 Thời điểm t0 thời điểm mà bề mặt chất hàn mẫu thử tiếp xúc lần đầu tiên, dịch chuyển đường vạch khỏi đường lực “không” 9.2.2 Tại điểm A, mặt khum chất hàn bắt đầu dâng lên đến đầu nối dây mẫu thử Điều thường đặc trưng tăng lên đáng kể lực bám dính 9.2.3 Tại điểm B, góc tiếp xúc 90o Lực đo lực linh kiện 9.2.4 Tại điểm C, lực bám dính đạt tới hai phần ba giá trị lớn lực bám dính tổng hợp Tại điểm C, lực bám dính vượt giá trị quy định khoảng thời gian nhúng quy định 9.2.5 Điểm D giá trị lớn lực bám dính tổng hợp đạt tới khoảng thời gian nhúng quy định 9.2.6 Điểm E điểm vào lúc kết thúc khoảng thời gian nhúng quy định Các điểm D E có giá trị lực mẫu thử (xem B.6.1.3) 9.2.7 Việc giải thích đường vạch tạo thành thời gian lấy mẫu thử không xét tới chế độ tĩnh 9.3 Lực bám dính tham chiếu Để nhận giá trị tham chiếu thực tiễn dựa vào so sánh kết thực nghiệm, quy trình sau phải thực cho loại linh kiện cần thử nghiệm Mẫu thử lấy từ mẫu cần thử nghiệm tráng thiếc trước điều kiện tối ưu cách sử dụng chất trợ dung hoạt hóa (tham khảo 7.2) Việc tráng thiếc trước làm cân bám dính, thiết lập điều kiện tương tự sử dụng cho thử nghiệm bám dính Quy trình tráng thiếc trước phải lặp lại mẫu thử giá trị lực đọc lớn tăng thêm Lực bám dính tham chiếu lực lớn Để khảo sát tính thích hợp nói chung cho việc hàn vật liệu đó, lực bám dính tham chiếu so sánh với lực bám dính lý thuyết nhận cách tính toán theo giả định số sức căng bề mặt khối lượng riêng thích hợp hợp kim hàn, với tượng bám dính “hồn hảo” Lực bám dính lý thuyết tính theo cơng thức: F g v P g gia tốc trọng trường khối lượng riêng chất hàn số bề mặt chất hàn; F lực tính mN, thể tích phần mẫu thử nhúng vào, tính milimet khối P chu vi phần mẫu thử nhúng vào, tính milimet CHÚ THÍCH: Cơng thức thích hợp mặt cắt ngang mẫu thử phần lân cận mặt khum không đổi dọc theo chiều dài mẫu Các số áp dụng cho điều kiện mô tả thử nghiệm Nó phụ thuộc vào hợp kim, nhiệt độ chất trợ dung (xem B.6.2) 9.4 Yêu cầu thử nghiệm Các yêu cầu khả bám dính phải thể nhiều tham số đây: - Đối với việc bắt đầu bám dính: giá trị tối đa khoảng thời gian (t0 tới điểm B) - Đối với q trình bám dính: giá trị tối đa khoảng thời gian (t0 tới điểm C) - Đối với ổn định việc bám dính: giá trị tối thiểu phân số: 10 Thông tin cần nêu quy định kỹ thuật liên quan Khi quy định thử nghiệm khả bám dính phương pháp cân bám dính, phải xác định chi tiết đây: Điều a) có cần tẩy mỡ hay khơng 6.1 b) phương pháp lão hóa, yêu cầu 6.2 c) thành phần hợp kim chất hàn cần sử dụng…………………………………………… 7.1 d) loại chất trợ dung cần sử dụng 7.2 e) nhiệt độ thử nghiệm 8.1 f) phần mẫu thử cần thử nghiệm 8.2 g) độ sâu nhúng 8.4 h) khoảng thời gian nhúng 8.4 i) tốc độ nhúng 8.4 j) tham số cần đo từ đường vạch biểu đồ……… 9.4 k) giá trị chấp nhận tham số 9.4 Phụ lục A (quy định) Quy định kỹ thuật thiết bị Đối với mục đích quy định kỹ thuật, thiết bị đầy đủ, kể thiết bị ghi biểu đồ, phải coi thiết bị có đặc tính A.1 Thời gian đáp ứng cấu ghi thiết bị ghi biểu đồ cho thời gian để trở điểm “khơng” trung tâm loại bỏ tải trọng lớn phải hồn thành vịng 0,3 s, với mức vượt q không lớn % giá trị đọc lớn tương ứng A.2 Hệ thống dụng cụ đo cần có số giá trị đặt độ nhạy Trên dải có độ nhạy tốt nhất, độ lệch lớn khỏi điểm trung tâm phải nhận việc treo vật có khối lượng khơng lớn 200 mg lên cấu đỡ mẫu thử A.3 Tốc độ vẽ biểu đồ không nhỏ 10 mm/s A.4 Nhiễu điện nhiễu học ghi đường vạch biểu đồ không lớn giá trị tương đương 0,04 mN A.5 Độ lệch cấu ghi phải tỉ lệ thuận với lực đo tồn thang đo với độ xác lớn 95 % A.6 Độ cứng hệ thống lò xo cân khí phải cho tải trọng 10 mN gây dịch chuyển hệ thống treo mẫu thử theo chiều thẳng đứng không lớn 0,1 mm A.7 Kích thước bể hàn phải cho khơng có phần mẫu thử cách thành bể 15 mm, độ sâu bể phải không nhỏ 15 mm A.8 Nhiệt độ bể phải trì, quy định 8.1 A.9 Độ sâu nhúng điểm thấp mẫu thử phải điều chỉnh tới vị trí quy định mm mm với sai số lớn ± 0,2 mm A.10 Tốc độ nhúng phải mm/s ± mm/s đến 20 mm/s ± mm/s chế độ tĩnh A.11 Thời gian giữ độ sâu nhúng tối đa phải điều chỉnh từ s đến 10 s Phụ lục B (tham khảo) Hướng dẫn sử dụng cân ướt để thử nghiệm khả bám thiếc B.1 Định nghĩa đo “khả bám thiếc” Phương pháp cân bám dính cho phép đo lực tác dụng theo phương thẳng đứng lên mẫu thử hàm thời gian, mẫu thử nhúng bể chất hàn nóng chảy Tính dễ bám dính mẫu thử suy từ quan sát này, ví dụ thời gian để đạt tới độ ướt cho độ ướt đạt khoảng thời gian cho Quy định kỹ thuật tính dễ bám dính u cầu số điểm đường cong lựcthời gian phải phù hợp với giá trị cụ thể Hướng dẫn gợi ý số điểm giá trị sử dụng Thiết bị thử nghiệm phải đáp ứng số yêu cầu định cần phải nhận kết lặp lại mang tính định lượng; yêu cầu phương pháp để xác nhận chúng đáp ứng giải thích B.2 Hình dạng mẫu thử Mẫu thử có hình dạng bất kỳ, để đơn giản cho việc giải thích đường cong tính tốn lực, tốt phần nhúng mẫu thử phải có mặt cắt đồng Để giảm bớt sai số tính toán, cần nhúng mẫu thử với bề mặt cần thử nghiệm nghiêng góc phạm vi ± 15o so với phương thẳng đứng, cần cắt đầu nhúng mẫu thử, phải cắt vng góc với trục thẳng đứng khơng có ba via Thử nghiệm áp dụng cho mẫu thử tụ chip mẫu bảng mạch in có diện tích bề mặt lớn khơng bám dính chất hàn Tuy nhiên, diện tích làm biến dạng đường cong lực-thời gian Vì lý này, tiêu chuẩn hướng tới việc sử dụng phương pháp thử nghiệm đầu nối dây linh kiện thiết kế có khả bám dính chất hàn xung quanh toàn chu vi mặt cắt B.3 Chuẩn bị mẫu thử Điều quan trọng sử dụng quy trình tiêu chuẩn để phủ chất trợ dung làm thoát chất trợ dung khỏi mẫu thử cho đường vạch biểu đồ không bị xáo trộn tác động việc dung môi bay chất trợ dung nhỏ giọt suốt q trình thử nghiệm B.4 Đặc tính thiết bị thử nghiệm B.4.1 Cơ cấu ghi B.4.1.1 Đặt điểm “không” Trong chu kỳ thử nghiệm, lực tác động lên mẫu thử đảo chiều có thay đổi từ điều kiện khơng bám dính sang điều kiện bị bám dính Trong số trường hợp định, lực gây dịch chuyển đáng kể theo phương thẳng đứng đường vạch đồ thị bám dính ghi Do đó, để ghi tồn khoảng quét đường vạch đồ thị bám dính với độ nhạy cao có thể, thiết phải cho thiết bị ghi biểu đồ làm việc với điểm “không” trung tâm biểu đồ, cho bù mức quán với việc giữ toàn đường cong biểu đồ B.4.1.2 Thời gian đáp ứng (xem Điều A.1) Thời gian đáp ứng phải đủ nhỏ để đảm bảo cấu ghi thể xác thay đổi nhanh chóng lực xảy ra, đặc biệt thời điểm bắt đầu bám dính Mặc dù theo lý thuyết, giá trị vô nhỏ, thực tế thời gian đáp ứng lớn 0,3 s thỏa đáng Do thiết bị ghi biểu đồ sử dụng cấu ghi Quy trình sau dùng để thử nghiệm thời gian đáp ứng dụng cụ đo độ ổn định điểm “khơng” Theo phải sử dụng vật nặng có khối lượng biết (khối lượng cần đủ lớn để bút thiết bị ghi lệch hết thang đo khỏi điểm “không” giữa) thiết bị giữ mẫu thử có hình dạng phù hợp để mang mẫu thử - Với thiết bị giữ mẫu thử vị trí, đặt thiết bị ghi điểm “không” - Bắt đầu di chuyển biểu đồ mức đặt tốc độ cao - Đặt vật nặng lên thiết bị giữ mẫu thử - Sau s s, lấy vật nặng ra, để biểu đồ tiếp tục chạy - Sau s s nữa, đặt lại vật nặng lên thiết bị giữ mẫu thử - Lặp lại thao tác lần lần, tắt nguồn việc truyền động biểu đồ Đường vạch nhận biểu đồ cho biết độ nhạy dụng cụ đo chế độ đặt chọn, thời gian yêu cầu để bút phản ứng, ln trở vị trí “khơng” B.4.1.3 Chế độ đặt độ nhạy (xem Điều A.2) Cung cấp dải chế độ đặt độ nhạy cho phép thử nghiệm mẫu thử có kích thước khác Một dải đạt cách thuận tiện nhờ thiết bị ghi biểu đồ với nhiều chế độ đặt khuếch đại khác Nếu chế đặt cho phép biểu diễn toàn thang lực 20 mN mN (tương ứng với việc đặt thêm vật nặng g 100 g), dùng cho mẫu thử có chu vi từ mm đến 20 mm B.4.1.4 Tốc độ ghi biểu đồ (xem Điều A.3) Một tốc độ ghi biểu đồ tối thiểu 10 mm/s cần thiết phép đủ để phân biệt điểm quan trọng đường cong lực-thời gian B.4.2 Hệ thống cân B.4.2.1 Độ cứng lò xo (xem Điều A.6) Hệ thống cân đo độ dịch chuyển (nói chung) khối lắp ráp lò xo cảm ứng lực tác động lên mẫu thử Một độ dịch chuyển tạo thay đổi độ sâu mà mẫu nhúng chất hàn hệ thay đổi lực Do yêu cầu thiết hệ thống lò xo phải đủ cứng vững cho độ lệnh thay đổi lực q trình thử nghiệm bỏ qua so sánh với lực khác đo B.4.2.2 Mức nhiễu (xem Điều A.4) Mức nhiễu điện nhiễu học hệ thống cân hệ thống khuếch đại phải không lớn 10 % mức tín hiệu dải thử nghiệm có độ nhạy cao B.4.3 Bể hàn (xem Điều A.7) Bể phải có đủ qn tính nhiệt phép trì nhiệt độ thử nghiệm mức xác yêu cầu Mẫu thử phải đủ xa khỏi thành bể hàn cho lực tác động lên phải khơng bị ảnh hưởng độ cong bề mặt chất hàn cạnh Nhiệt độ bể, quy định 8.1, chọn để nâng cao độ phân giải thử nghiệm Một số lớp phủ hịa tan hợp kim hàn q trình thử nghiệm gây tạp chất thay đổi thành phần hợp kim hàn Tạp chất chất hàn thay đổi thành phần làm thay đổi đặc khả bám dính hợp kim hàn tác động tới đường vạch đồ thị lực Do đó, khuyến cáo phải kiểm tra thành phần hợp kim hàn bể, đảm bảo nằm giới hạn quy định B.4.4 Cơ cấu nâng bể phận điều khiển B.4.4.1 Độ sâu nhúng (xem Điều A.9) Độ sâu nhúng mẫu thử chất hàn nóng chảy (phải quy định) phải đáp ứng điều kiện sau a) Trong q trình bám dính, mặt khum chất hàn dâng lên, qua hết vùng quan tâm Có thể cần phải cắt bỏ phần đầu mẫu thử để đáp ứng yêu cầu để trì khoảng hở đáy bể hàn b) Tốt vùng qua đoạn có mặt cắt ngang đồng c) Độ sâu nhúng phải lặp lại phạm vi 0,2 mm nhằm đảm bảo việc hiệu chỉnh lực (nói chung nhỏ) quán phạm vi ± 10 % trường hợp xấu CHÚ THÍCH: Càng nhúng sâu, lực vượt mức lực “không” từ điểm “khơng” khi, bám dính hồn hảo, tín hiệu cuối trì bên điểm cân ban đầu Càng nhúng sâu, diện tích truyền nhiệt từ chất hàn sang mẫu lớn, trình bám dính bị chậm hiệu ứng truyền nhiệt B.4.4.2 Tốc độ nhúng (Xem Điều A.10) Đối với chế độ vận hành chuẩn, xác định 16 mm/s đến 25 mm/s thỏa hiệp tốt bên tốc độ nhanh đến mức tạo sóng va đập bể hàn (điều ảnh hưởng tới phép đo lực) bên tốc độ chậm đến mức bể hàn di chuyển khoảng thời gian quan trọng ban đầu việc mặt khum dâng lên B.4.4.3 Khoảng thời gian nhúng (Xem Điều A.11) Mẫu thử mà trình hàn kéo dài 10 s nhìn chung khơng thể chấp nhận Tuy nhiên, thời gian giữ độ sâu nhúng tối đa ngắn 10 s không đủ để thu thập đủ thông tin mẫu thử có khả bám dính có nhiệt dung lớn Thời gian giữ độ sâu nhúng tối đa s thường xác định đủ mẫu nhỏ, ví dụ dây dẫn đầu vào So sánh giá trị lực ghi sớm chu trình thử nghiệm với giá trị lực ghi vào cuối thời gian giữ độ sâu nhúng tối đa cung cấp thơng tin độ ổn định mặt tiếp xúc chất hàn mẫu thử Xem thêm Điều B.6.1.3 B.5 Một số đường cong lực-thời gian điển hình Trong ví dụ này, phần đường cong thể lực hướng lên tác động vào mẫu, tức trạng thái khơng bám dính, biểu diễn giá trị âm, đường cong thể lực hướng xuống tác động vào mẫu, tức bám dính, biểu diễn giá trị dương Hình B.1 - Các đường cong lực-thời gian điển hình Đường nét đứt biểu diễn điều kiện lúc bắt đầu chu trình thử nghiệm, sau loại bỏ trọng lượng mẫu Đường ngang liền nét biểu diễn bù lực nổi, lực bám dính “khơng” Lực mẫu thử tính tích thể tích nhúng khối lượng riêng chất hàn nóng chảy mà chiếm chỗ Ở nhiệt độ thử nghiệm quy định 235 oC, giá trị làm tròn g/cm3 cần áp dụng cho khối lượng riêng chất hàn nóng chảy có 60 % thiếc 40 % chì Đối với hợp kim hàn SnAgCu SnCu, khối lượng riêng chất hàn nóng chảy nên áp dụng giá trị làm tròn 7,1 g/cm B.6 Các tham số cần đo nhận từ đường vạch biểu đồ lực-thời gian B.6.1 Lựa chọn tiêu chí thử nghiệm Vì ưu điểm phương pháp thử nghiệm xem xét tồn q trình bám dính, nên thích hợp sử dụng nhiều tham số liệt kê 9.2 định yêu cầu thử nghiệm cần đạt B.6.1.1 Thời điểm khởi đầu bám dính Tại điểm B (xem Hình 2), q trình bám dính tiến từ trạng thái chưa ướt đến điểm mà mặt khum chất hàn bắt đầu dâng lên cao bề mặt bể hàn Do khoảng thời gian B t0 thời gian bắt đầu bám dính Khuyến cáo rằng, linh kiện lắp ráp theo quy trình hàn với khối lượng lớn, thời gian nên cỡ khoảng s đến 2,5 s, tùy thuộc vào loại chất trợ dung đặc tính nhiệt mẫu thử B.6.1.2 Tiến trình bám dính Lực bám dính lớn giá trị lớn nhận thử nghiệm Lực bám dính tham chiếu giá trị lớn nhận với hệ thống cho Lực đo thời điểm cho, thời gian để đạt tới lực cho, cần đáp ứng yêu cầu quy định B.6.1.3 Độ ổn định việc bám dính Sau đạt giá trị lực lớn D, mặt khum chất hàn giữ ổn định giá trị lực cho thấy khơng có thay đổi Tuy nhiên, ổn định bị xáo trộn phản ứng mẫu thử chất hàn dẫn tới chất hàn hòa tan bề mặt mẫu thử hình thành mặt tiếp xúc lớp sản phẩm phản ứng Ngồi ra, chất trợ dung cịn lại bốc phân hủy di chuyển bề mặt bể hàn Các ảnh hưởng dẫn tới hạ thấp lực đo giá trị cuối khoảng thời gian thử nghiệm E thấp giá trị ghi D Sự không ổn định điều không mong muốn Do đó, khoảng thời gian thử nghiệm s đến 10 s, khuyến cáo tỉ số cần yêu cầu lớn 0,8 B.6.2 Lực bám dính tham chiếu Quy trình mơ tả 9.3 để xác định lực bám dính tham chiếu sử dụng cách xử lý tạo điều kiện thuận lợi cho việc bám dính bề mặt cần thử nghiệm Trong sử dụng giá trị tham chiếu đo vậy, kết thử nghiệm mẫu với điều kiện bề mặt chưa biết so sánh với giá trị bám dính tốt mà vật liệu thể hình dạng kích thước cho điều kiện xác định thử nghiệm Nếu áp dụng quy trình cho vật liệu vốn khó bám dính chất hàn, lực tham chiếu đo tạo chuẩn thể mức bám dính thấp Trong trường hợp vậy, mẫu thử chắn không đạt yêu cầu đầu tiên: t đến B Để nhận chuẩn bám dính khơng phụ thuộc vào mẫu, lực bám dính tham chiếu thực tế so sánh với lực bám dính lý thuyết nhận tính tốn, sử dụng cơng thức: F(mN) = - gp + P P chu vi phần mẫu thử nhúng (tính milimet); thể tích phần mẫu thử nhúng (tính milimet khối) Hệ thức dựa giả định a) lực bám dính lý thuyết F tác động mặt phẳng bề mặt mẫu thử (tức góc tiếp xúc “khơng”); b) số sức căng bề mặt phù hợp chất trợ dung chất hàn quy định nhiệt độ thử nghiệm 0,4 mN/mm hợp kim hàn SnPb 0,47 mN/mm hợp kim hàn SnAgCu SnCu; c) Tích gp (trong g gia tốc trọng trường p khối lượng riêng chất hàn nhiệt độ thử nghiệm) lấy gần 0,08 N/cm (các hợp kim hàn SnPb) 0,07 N/cm3 (các hợp kim hàn SnAgCu SnCu) mục đích tính tốn Thư mục tài liệu tham khảo [1] TCVN 7699-2-44 (IEC 60068-2-44), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-44: Các thử nghiệm - Hướng dẫn thử nghiệm T: Hàn thiếc [2] TCVN 7699-2-58:2014 (IEC 60068-2-58:2014), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-58: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Td: Các phương pháp thử nghiệm khả bám dính, khả khơng hòa tan lớp phủ kim loại khả chịu nhiệt hàn cấu lắp bề mặt (SMD) [3] IEC 60068-2-69:1995, Environmental testing Part 2-69: Tests - Test Te: Solderability testing of electronic components for surface mountingdevices (SMD) by the wetting balance method (Thử nghiệm môi trường Phần 2-69: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Te: Thử nghiệm khả bám dính linh kiện điện tử dùng cho cấu lắp bề mặt (SMD) phương pháp cân bám dính) [4] IEC 61190-1-1:2002, Attachment materials for electronic assembly - Part 1-1: Requirements for soldering fluxes for high - quality interconnections in electronics assembly (Phụ kiện đính kèm để lắp ráp điện tử - Phần 1-1: Yêu cầu chất trợ hàn cho mối liên kết chất lượng cao lắp ráp điện tử) [5] IEC 61190-1-3:2007, Attachment materials for electronic assembly Part 1-3: Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders for electronic soldering applications (Phụ kiện đính kèm để lắp ráp điện tử - Phần 1-3: Yêu cầu hợp kim hàn cấp điện tử chất hàn có chất trợ dung khơng có chất trợ dung dùng cho ứng dụng hàn điện tử) MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Mô tả chung thử nghiệm Mô tả thiết bị thử nghiệm Ổn định trước Vật liệu Quy trình Trình bày kết 10 Thông tin cần nêu quy định kỹ thuật liên quan Phụ lục A (quy định) - Quy định kỹ thuật thiết bị Phụ lục B (tham khảo) - Hướng dẫn sử dụng cân bám dính để thử nghiệm khả bám dính Thư mục tài liệu tham khảo ... [1] TCVN 769 9-2 -4 4 (IEC 6006 8-2 -4 4), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-4 4: Các thử nghiệm - Hướng dẫn thử nghiệm T: Hàn thiếc [2] TCVN 769 9-2 -5 8:2014 (IEC 6006 8-2 -5 8:2014), Thử nghiệm môi trường -. .. lượng (wt %) 40 wt % Pb(chì) theo Phụ lục B IEC 6006 8-2 -2 0 (Sn60Pb40A, theo IEC 6119 0-1 -3 ) 63 wt % Sn(thiếc) 37 wt % Pb(chì) (Sn63Pb37A, theo 6119 0-1 -3 ) 7.1.3 Hợp kim hàn khơng chứa chì Trừ có... suốt khoảng thời gian thử nghiệm Bảng - Trình tự thời gian thử nghiệm Thời gian Khoảng thời gian s s ≈5 2) Để chất trợ dung chảy thoát ≈10 đến 3) Treo mẫu thử thiết bị ≈15 4) Gia nhiệt trước