Способ определения смачиваемости материалов припоями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 1 Е С 11 В 23 К 1/ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ТЕТ СССР ОТКРЫТИИ ВСЕСОВ 364 Я ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ 68682/25-27(21) 36 (22) 02 (46) 30 (71) Мо го маши (72) В. и М.П. (53) 62 лектронн Тито(56) Пайка. Мето вания материалов 79Авторское саид В 791475, кл. В определения смачиприпоями, ГОСТ 2390 етельство СССР3 К 1/00, 22.09.79.(54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СМАЧИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ ПРИПОЯМИ, при котром 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 щ и й с я тем, что, с целью повьг .щения точности при неполном смачивании образца припоем, эталонное значение силы взаимодействия образца с припоем определяют по скачкообразному уменьшению угла наклона кривой сил взаимодействия при подъеме образца.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 припойЦель изобретения - повышение точности определения смачиваемости материалов припоем при неполном смачива О нии.Сущность способа заключается в определении эталонного значения сма" чиваемости из. кривой зависимости силы взаимодействия образца с расплав ленным припоем.На чертеже изображена типичная диаграмма изменения сил взаимодействия в зависимости от глубины погружения при неполном смачивании 20 в процессе погружения образца.Прямая ветвь диаграммы 0-1-2-3 от- ражает изменение сил взаимодействия при погружении образца. Участок 0-1 соответствует несмачиванию поверх- , 25 ности образца, участок 1-2 характеризует скорость смачивания, участок 2-3 - установившееся напряжение смачивания (минимальный краевой угол натекания).30Обратная 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 (В, ) и образованйем перемычки жидкого распла-, 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 уча 45 стке 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 т.4, прекращается рост составляющей сил взаимодействия, связанный с уменьшением краевого угла. Дальнейший ростсил взаимодействия объясняется другими перечисленными причинами. Этоприводит к скачкообразному уменьшению угла наклона кривой в т.4. Такимобразом, нулевой краевой угол оттекания устанавливается в т.4. Для подтверждения этого было сопоставленонапряжение смачивания в т. 4 с величиной ,к рассчитанной по максимальной высоте мениска (Ь) по формуле,связывающей Ь сб и радиусом сеченияобразца прн нулевом краевом угле. Расчеты показали, что в т. 4 имеет место равенство напряжения смачиванияГ поверхностному натяжению 1, чтоподтверждает достижение в ней нулевого краевого угла и возможность использования соответствующего напряжения смачивания в качестве эталонного.Пример конкретного осуществленияопределения смачиваемости предлагаемым способом,Иатериалы: медь ф 1,3 мм, припойПОС, флюс фСкГл. Температура припоя в ванне 245 С, Скорость,погружеония 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 взаимодействия Р, в т. 4 130,57 10 Н. Соответствующее напряжение смачиванияЕ = (Р+ р )/Р=0,35. Н м, Высотамениска в т. 4 Ь = 1,2.,Расчетное значение 1 ж также составило0,35 Н м , т.е. в т. 4 достигаетсяэталонное значение Г= 1 при нулевом краевом угле, равное 0,35 Н м" .Расчет величины краевого угла в т.3диаграммы производится по формулесоз 9(ф (р(М+ р(1) ) /р(4)(Д н . А 1 Ъгде 9 и - краевой угол натекания в т,Здиаграммы;Р, - сила взаимодействия в т.З;Р ( - поправка на гидравлическую0)Авыталкивающую силу в т.З,р - эталонное значение силы взаимодействия в т.4.(р)В рассматриваемом примере О23 . Ииннмально допустимое значеоние напряжения смачивания в т.З диаграммы й ; можно рассчитать по соответствующей допустимой величинеДопкраевого угла д н Если, например,1201076 оставитель Ф, Конопелько ехред Н.Микеш Корректор Е. Сирохм едактор М. Петро каз 7902/1 1 Тирак 1085НИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 035, Москва, Ж, Раушская наб Подписно 4/5 ал ППП "Патент", г. Уагород, ул. Проектная, 4 Э0,35 0,7660,27 Н м , что позволяет задать соответствукщую ми(Ы нимальную допустимую величину Р при нормированном контроле смачивания. Зкономический эффект от внедрения изобретения достигается за счет повышения точности контроля, что позволяет снизить потери продукции от брака.