TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7699-2-83:2014 (IEC 60068-2-83:2011) VỀ THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG – PHẦN 2-83: CÁC THỬ NGHIỆM – THỬ NGHIỆM TF: THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG BÁM THIẾC HÀN CỦA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG CHO CÁC LINH KIỆN LẮP TRÊN BỀ MẶT (SMD) THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG LÀM ƯỚT CÓ SỬ DỤNG KEM HÀN

TCVN 7699-2-83:2014

IEC 60068-2-83:2011

THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG PHẦN 2-83: CÁC THỬ NGHIỆM – THỬ NGHIỆM TF: THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG BÁM THIẾC HÀN CỦA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG CHO CÁC LINH KIỆN LẮP TRÊN BỀ MẶT (SMD) THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG LÀM ƯỚT CÓ SỬ DỤNG KEM HÀN

Environmental testing – Part 2-83: Tests – Test Tf: Solderability testing of electronic components for surface mounting devices (SMD) by the wetting balance method using solder paste

 

Lời nói đầu

TCVN 7699-2-83:2014 hoàn toàn tương đương với IEC 60068-2-83:2011;

TCVN 7699-2-83:2011 do 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 và Công nghệ công bố.

 

THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG – PHẦN 2-83: CÁC THỬ NGHIỆM -THỬ NGHIỆM TF: THỬ NGHIỆM KHẢ NĂNG BÁM THIẾC HÀN CỦA LINH KIỆN ĐIỆN TỬ DÙNG CHO CÁC LINH KIỆN LẮP TRÊN BỀ MẶT (SMD) THEO PHƯƠNG PHÁP CÂN BẰNG LÀM ƯỚT CÓ SỬ DỤNG KEM HÀN

Environmental testing – Part 2-83: Tests – Test Tf: Solderability testing of electronic components for surface mounting devices (SMD) by the wetting balance method using solder paste

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này giới thiệu các phương pháp khảo sát so sánh tính dễ làm ướt của các đầu nối dây bằng kim loại hoặc các đầu nối dây mạ kim loại của các SMD có sử dụng kem hàn.

Dữ liệu nhận được từ các phương pháp này không nhằm mục đích sử dụng như các dữ liệu định lượng tuyệt đối đối với các mục đích đạt – không đạt.

CHÚ THÍCH: Các phương pháp thử nghiệm khác nhau về tính dễ hàn của SMD được mô tả trong TCVN 7699-2-58 (IEC 60068-2-58) và IEC 60068-2-69. TCVN 7699-2-58 (IEC 60068-2-58) quy định phương pháp đánh giá trực quan bằng cách sử dụng bể hàn và phương pháp hồi lưu, IEC 60068-2-69 quy định phương pháp đánh giá cân bằng làm ướt bằng cách sử dụng bể hàn và phương pháp giọt chất hàn.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất (kể cả các sửa đổi).

TCVN 7699-1 (IEC 60068-1), Thử nghiệm môi trường – Phần 1: Quy định chung và hướng dẫn

TCVN 7699-2-20:2014 (IEC 60068-2-20:2008), Thử nghiệm môi trường – Phần 2-20: Các thử nghiệm – Thử nghiệm T: Phương pháp thử nghiệm tính dễ hàn và khả năng chịu nhiệt hàn của cơ cấu có dây dẫn đầu vào

TCVN 7699-2-58 (IEC 60068-2-58), Thử nghiệm môi trường – Phần 2-58: Các thử nghiệm – Thử nghiệm Td: Phương pháp thử nghiệm tính dễ hàn, khả năng không hòa tan của mạ kim loại và khả năng chịu nhiệt hàn của cơ cấu có dây dẫn đầu vào (SMD)

IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly – Terms and defintions (Thiết kế, chế tạo và lắp ráp tấm mạch in – Thuật ngữ và định nghĩa)

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 đi kèm để lắp ráp điện tử – Phần 1-3: Yêu cầu đối với hợp kim hàn phẩm cấp điện tử và chất hàn rắn có trợ dung và không trợ dung dùng cho các ứng dụng hàn điện tử)

3. Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa nêu trong TCVN 769 9-1 (IEC 60068-1), TCVN 7699-2-20 (IEC 60068-2-20), TCVN 7699-2-58 (IEC 60068-2-58), IEC 60194 và IEC 60190-1-3 và các định nghĩa dưới đây.

3.1. Tính dễ làm ướt (wettability)

Sự dễ dàng của một kim loại hoặc hợp kim có thể được làm ướt bằng chất trợ dung nóng chảy.

3.2. Phương pháp cân bằng làm ướt (wetting balance method)

Phương pháp đo tính năng làm ướt và tính dễ hàn đối với mẫu bằng cách đo lực theo phương thẳng đứng (chênh lệch giữa sức căng bề mặt và sức nổi) lên mẫu và ghi lại như một hàm của thời gian, khi mẫu được nhúng trong chất hàn nóng chảy.

3.3. Điểm bắt đầu gia nhiệt (starting point of heating)

Thời điểm bắt đầu tăng nhiệt độ bằng cách gia nhiệt kem hàn đưa vào khuôn thử nghiệm.

3.4. Đường “không” (zero line)

Đường thẳng kéo dài theo trục thời gian của lực đặt lên mẫu được chỉ thị bởi thiết bị thử nghiệm (cảm biến lực) khi mẫu được lấy ra khỏi chất hàn nóng chảy sau khi kết thúc phép đo.

4. Thử nghiệm

4.1. Mô tả chung

Mẫu được giữ trên một cơ cấu đỡ phù hợp với nó và được treo từ chiếc cân nhạy. Mẫu được nhúng trong kem hàn đưa vào trên tấm khuôn thử nghiệm, sau đó kem hàn được gia nhiệt đến khi nóng chảy. Lực tổng hợp của các lực theo chiều thẳng đứng là sức nổi và sức căng bề mặt (sau đây gọi là “lực tác dụng”) tác dụng lên mẫu nhúng trong chất hàn nóng chảy được cảm biến lực tiếp nhận và chuyển đổi thành tín hiệu được thiết bị ghi ghi lại hoặc giám sát liên tục như một hàm theo thời gian.

CHÚ THÍCH: Lực làm ướt chỉ có thể được đánh giá đối với các linh kiện có cùng hình dáng và kích thước. Phương pháp này không cho phép đánh giá bằng giá trị tuyệt đối.

4.2. Phương pháp thử nghiệm

Có ba phương pháp được mô tả dưới đây. Việc lựa chọn phương pháp phải được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan.

a) Phương pháp gia nhiệt nhanh: Tính dễ làm ướt của các điện cực của linh kiện được đánh giá trong khi kem hàn được làm nóng chảy trong một lần tăng nhanh nhiệt độ. Mẫu được nhúng trong kem hàn trước khi bắt đầu tăng nhiệt độ.

b) Phương pháp đồng bộ: Tính dễ làm ướt của các điện cực của linh kiện được đánh giá trong khi kem hàn được làm nóng chảy do tăng nhanh nhiệt độ. Mẫu được nhúng trong kem hàn khi bắt đầu tăng nhiệt độ.

c) Phương pháp biên dạng nhiệt độ: Kem hàn được làm nóng chảy bằng cách sử dụng biên dạng nhiệt độ tương tự như được sử dụng trong sản xuất và tính dễ làm ướt của các điện cực của linh kiện được đánh giá.

CHÚ THÍCH 1: Thử nghiệm (Tf) này có thể áp dụng cho các gói SMD có dây dẫn đầu vào. Để nhận được các kết quả có thể so sánh và lặp lại được, thử nghiệm Tf cần được thực hiện trên các chân thẳng.

CHÚ THÍCH 2: Tiêu chuẩn này không quy định sử dụng loại kem hàn nào.

5. Ổn định trước

Trừ khi có quy định khác trong quy định kỹ thuật chi tiết của linh kiện, thử nghiệm phải được thực hiện trên các mẫu như đã nhận và phải thận trọng, không để các ngón tay và các hạng mục khác làm nhiễm bẩn mẫu. Mẫu phải được nhúng trong dung môi hữu cơ ở nhiệt độ phòng để loại bỏ nhiễm bẩn có thể có như dầu mỡ bám trên bề mặt nếu việc xử lý trước thử nghiệm được quy định trong quy định kỹ thuật. Không được sử dụng phương pháp khác để làm sạch mẫu. Được phép làm khô trong không khí mẫu đã làm sạch theo cách này.

Khi lão hóa nhanh được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan, một trong các phương pháp của 4.1.4 (Lão hóa 1) trong TCVN 7699-2-20 (IEC 60068-2-20) phải được sử dụng. Điều kiện lão hóa phải được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan.

6. Chuẩn bị

6.1. Kem hàn

Sử dụng kem hàn được bảo quản trong hộp gắn kín và bảo quản ở môi trường tối và dưới 10^oC, tránh để tiếp xúc với ánh sáng mặt trời trực tiếp. Trước khi tiến hành thử nghiệm này, điều quan trọng là phải chuẩn bị kem hàn đúng cách.

a) Để kem hàn đạt tới các điều kiện môi trường xung quanh với các giá trị danh nghĩa là 25^oC ± 5^oC và 50 % RH ± 10 % trong 8 h hoặc phù hợp với tờ dữ liệu của nhà chế tạo.

b) Mở (các) hộp chứa khi giao; tháo bất cứ nắp đậy bên trong, cạo bỏ kem bám vào (các) nắp đậy, các nắp bên trong và các thành hộp; và bổ sung vật liệu này vào kem trong (các) hộp chứa khi giao.

c) Dùng chiếc bay, khuấy nhẹ kem hàn trong 1 đến 2 min để chất kem hàn đồng đều; cần thận trọng không để đưa không khí vào.

Nếu cần thiết, chuyển nhẹ nhàng kem hàn sang hộp chứa thử nghiệm có dung tích đủ lớn, cần thận trọng không để đưa không khí vào.

6.2. Tấm gá khuôn thử nghiệm

Các tấm khuôn thử nghiệm phải được bảo quản trong hộp gắn kín. Ngay trước khi sử dụng, chúng phải được làm sạch bằng axit, như axit clohydric loãng. Sử dụng tấm khuôn thử nghiệm mới cho mỗi thử nghiệm. Các tấm khuôn thử nghiệm chưa dùng phải được loại bỏ và không được trả lại vào hộp gắn kín.

6.3. Cơ cấu đỡ mẫu

Cơ cấu đỡ mẫu thường bị nhiễm bẩn do dây rớt chất trợ dung sử dụng trong thử nghiệm. Cơ cấu đỡ mẫu phải được làm sạch bằng cách sử dụng dung môi hữu cơ trung tính. Nên sử dụng siêu âm để khuấy lắc khi làm sạch.

7. Phương pháp gia nhiệt nhanh

7.1. Thiết bị

Thiết bị sử dụng cho phương pháp gia nhiệt nhanh bao gồm hệ thống đo, gia nhiệt và nâng, như thể hiện trên Hình 1. Các yêu cầu chi tiết đối với thiết bị được quy định trong Phụ lục A.

a) Hệ thống đo bao gồm cảm biến lực có khả năng đo lực tác động lên mẫu theo chiều thẳng đứng, bộ chuyển đổi tín hiệu và thiết bị ghi.

b) Hệ thống gia nhiệt phải có khả năng khống chế nhiệt độ đặt đã xác định trong phạm vi ± 3^oC.

c) Hệ thống nâng phải có khả năng thực hiện việc nhúng mẫu vào và lấy mẫu ra như quy định ở 7.4.3.

CHÚ DẪN:

1	Mẫu	7	Cơ cấu đỡ tấm khuôn thử nghiệm
2	Tấm khuôn thử nghiệm	8	Hộp chứa
3	Kem hàn	9	Cảm biến nhiệt
4	Bể gia nhiệt	10	Bộ chuyển đổi
5	Thiết bị nâng tấm khuôn thử nghiệm	11	Thiết bị ghi
6	Thiết bị nâng bể gia nhiệt	12	Bộ khống chế

Hình 1 – Ví dụ về thiết bị thử nghiệm bằng phương pháp gia nhiệt nhanh

7.2 .Tấm khuôn gá thử nghiệm

Tấm khuôn gá thử nghiệm phải như quy định trong Bảng 1.

Bảng 1 – Quy định kỹ thuật của tấm khuôn thử nghiệm dùng cho phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ

Đối tượng	Quy định kỹ thuật của khuôn thử nghiệm
Vật liệu	Đồng phốt phát không có oxy
Hình dạng	Đĩa hình tròn có khía
Kích thước (L, W)	Các cạnh nhỏ hơn 30 mm, hoặc tổng diện tích nhỏ hơn 900 mm2
Bề dày (l)	0,3 mm ± 0,03 mm
Đường kính phần ép xuống (D1, D2)	9 mm đến 10 mm ở đáy 13 mm đến 14 mm ở đỉnh
Độ sâu ép xuống (h)	0,4 mm ± 0,04 mm
Bề mặt chất cản hàn (D3, D4)	Đường kính trong 10 mm ± 0,02 mm, đường kính ngoài lớn hơn 20 mm
Độ dày lớp phủ cản hàn	0,035 mm ± 0,01 mm
Độ không phẳng	± 0,05 mm (đối với cạnh dài hơn đối với hình chữ nhật)

Một ví dụ về tấm khuôn thử nghiệm trong phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ được nêu trên Hình 2.

CHÚ DẪN:

1	Phần ép xuống phủ chất cản hàn	h	Độ sâu ép xuống
2	Lớp phủ cản hàn	l	Độ dày
L, W	Kích thước ngoài
D1	Đường kính ngoài phần ép xuống	D3	Đường kính trong phần phủ chất cản hàn
D2	Đường kính trong phần ép xuống	D4	Đường kính ngoài phần phủ chất cản hàn

Hình 2 – Ví dụ về tấm khuôn thử nghiệm dùng cho phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ

7.3. Chuẩn bị

Xem Điều 6 để biết thêm chi tiết.

7.4. Điều kiện thử nghiệm

7.4.1. Nhiệt độ thử nghiệm

Tấm khuôn thử nghiệm phải được xử lý bằng cách sử dụng biên dạng nhiệt độ như quy định. Hình 3 thể hiện một ví dụ điển hình.

Ký hiệu	Loại SAC	Loại Sn-Pb
T1	217oC	183oC
T2	245oC ± 3oC	235oC ± 3oC

CHÚ DẪN

T₁ Nhiệt độ nóng chảy của chất hàn                       T₂ Nhiệt độ thử nghiệm

t Khoảng thời gian thử nghiệm (5 s đến 15 s)          t₁ Thời gian từ lúc bắt đầu đến T₁

t₂ Thời gian từ lúc bắt đầu đến T₂

Thử nghiệm bắt đầu ở nhiệt độ 50^oC hoặc thấp hơn.

Thời gian từ lúc bắt đầu đến T₁ (t₁) phải là 1,5 s hoặc ngắn hơn.

Thời gian từ lúc bắt đầu đến T₂ (t₂) phải là 3 s hoặc ngắn hơn.

Không quy định tốc độ giảm nhiệt độ.

Hình 3 – Ví dụ về biên dạng nhiệt độ

7.4.2. Đưa kem hàn vào và điều kiện nhúng mẫu

Điều kiện khuyến cáo cho việc nhúng mẫu trong kem hàn được nêu trong Bảng 2. Đối với các linh kiện không được quy định trong Bảng 2, các điều kiện thử nghiệm phải được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan hoặc dựa trên thỏa thuận giữa các đối tác thương mại.

Bảng 2 – Điều kiện thử nghiệm khuyến cáo của phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ đối với SMD hình chữ nhật

Kích thước mẫu a		Độ sâu nhúng b, c	Góc và hướng nhúng mẫu trong kem hàn
Điện trở	1005 (0402)	0,15 mm	Phương nằm ngang SMD hình chữ nhật Kem hàn
	1608 (0603)	0,20 mm
	2012 (0805)
	3216 (1206)
Tụ điện	1005 (0402)	0,15 mm
	1608 (0603)	0,20 mm
	2012 (0805)
	3216 (1206)
a Tên gọi của kích thước, ví dụ 1005, có nghĩa là mẫu dài 1,0 mm và rộng 0,5 mm. Trong dấu ngoặc đơn, kích thước tính theo hệ thống đơn vị đo lường Anh. b Độ sâu nhúng được quy định trong bảng này được khuyến cáo bởi vì lực nổi thay đổi tùy thuộc vào cấu hình điện cực. c Độ sâu nhúng là các giá trị mục tiêu.

7.4.3. Điều kiện nhúng vào và lấy ra đối với mẫu thử nghiệm

Tốc độ nhúng mẫu vào kem hàn phải là 0,5 mm/s đến 1 mm/s. Tốc độ nhúng khuôn thử nghiệm vào bể nhiệt phải là 1 mm/s đến 5 mm/s.

7.5. Quy trình thử nghiệm

Quy trình thử nghiệm phải như sau.

a) Cho kem hàn vào khuôn thử nghiệm, giữ bề mặt bằng phẳng. Hình 4 thể hiện một ví dụ.

CHÚ DẪN

1	Tấm khuôn thử nghiệm	3	Que gạt
2	Kem hàn	4	Hướng que gạt

Hình 4 – Ví dụ về cách đưa kem hàn vào tấm khuôn thử nghiệm

b) Lắp mẫu vào trong kẹp cho đến khi đạt được góc quy định trong 7.4.2. Kẹp phải được đặt ở đúng tâm của bề mặt phía trên của tấm khuôn thử nghiệm trong đó đã cho kem hàn vào.

c) Điều chỉnh đầu ra của cảm biến lực và của thiết bị ghi về số “không” trước khi thử nghiệm bắt đầu.

d) Mẫu phải được nhúng trong kem hàn đến độ sâu quy định ở 7.4.2. Sau đó, gia nhiệt tấm khuôn thử nghiệm để làm nóng chảy kem hàn phù hợp với biên dạng nhiệt độ quy định trên Hình 3.

CHÚ THÍCH: Mẫu có thể cần được nhúng trong kem hàn tới độ sâu gấp hai lần hoặc hơn hai lần độ sâu quy định, và sau đó ở độ sâu quy định. Mục đích của quy trình này là để chất trợ dung bám vào phần của mẫu tương ứng với độ sâu nhúng, trước khi gia nhiệt.

e) Lấy mẫu từ kem hàn nóng chảy khi phép đo hoàn tất. Việc ghi lại kết quả được hoàn thành khi lực đạt tới trạng thái ổn định hoặc khoảng thời gian quy định.

7.6. Trình bày kết quả

Thiết bị ghi ghi lại lực tác động lên mẫu theo phương thẳng đứng. Lực tác động theo chiều hướng lên trên (lực đẩy hoặc nổi) được ghi là giá trị âm, và lực tác động lên mẫu theo chiều hướng xuống dưới (lực làm ướt) được ghi là giá trị dương.

Hình dạng điển hình của tín hiệu đầu ra nhận được được biểu diễn trên Hình 5. Ý nghĩa và hiệu chỉnh dữ liệu nếu khác so với hình dạng nêu trên Hình 5 được cho ở Phụ lục B.

CHÚ DẪN

A₁ Điểm chuẩn để bắt đầu phép đo thời gian

CHÚ THÍCH: Điểm A₁ là giá trị đỉnh của lực dương đầu tiên trong quá trình thử nghiệm.

B₁ Thời điểm đường cong lực cắt qua đường “không”.

C₁ Thời điểm khi lực làm ướt đạt tới mức 2/3 lực làm ướt lớn nhất.

D₁ Thời điểm khi lực lớn nhất đạt được trong phép đo.

E₁ Thời điểm khi mẫu được lấy ra sau khi hoàn thành phép đo.

F₁ Thời điểm khi lực đạt tới trạng thái ổn định sau khi lấy mẫu ra khỏi tấm khuôn thử nghiệm.

t₀₁ Thời điểm bắt đầu làm ướt. Khoảng thời gian từ điểm A₁ đến điểm B₁.

t₁₁ Thời gian làm ướt. Khoảng thời gian từ điểm B₁ tới điểm C₁.

F_1,max Lực làm ướt lớn nhất. Lực lớn nhất đạt được (giá trị tính từ đường “không”) trong phép đo.

F_1,end Lực làm ướt cuối cùng. Lực nhận được (giá trị tính từ đường “không”) khi kết thúc thử nghiệm.

Hình 5 – Hình dạng đầu ra điển hình của tín hiệu trong phương pháp gia nhiệt nhanh

7.7. Các ví dụ tham số đặc tính

a) Thời điểm bắt đầu làm ướt: t₀₁

b) Thời gian làm ướt: t₁₁

c) Lực làm ướt lớn nhất: F_1,max

d) Tính ổn định làm ướt: Sb₁: Tỉ số giữa lực làm ướt cuối cùng (F_1,end) và lực làm ướt lớn nhất (F_1,max).

CHÚ THÍCH: Độ ổn định làm ướt được tính theo công thức Sb₁ = F_1,end/F_1,max.

8. Phương pháp đồng bộ

8.1. Thiết bị

Thiết bị dùng cho phương pháp đồng bộ bao gồm hệ thống đo, gia nhiệt và nâng như thể hiện trên Hình 6. Các yêu cầu chi tiết đối với thiết bị được quy định trong Phụ lục A.

a) Hệ thống đo bao gồm cảm biến lực có thể đo lực theo phương thẳng đứng tác động lên mẫu, bộ chuyển đổi tín hiệu và thiết bị ghi.

b) Hệ thống gia nhiệt phải có khả năng khống chế nhiệt độ đặt trong phạm vi dung sai cho trước quy định trong 8.5.1.

c) Hệ thống nâng phải có khả năng thực hiện việc nhúng mẫu vào và lấy mẫu ra như quy định trong 8.5.3.

d) Hệ thống cố định đồng bộ phải có khả năng thực hiện đồng thời việc nhúng mẫu vào và gia nhiệt mẫu như quy định trong 8.6.

CHÚ DẪN

1	Mẫu	8	Lò gia nhiệt mini
2	Tấm khuôn thử nghiệm	9	Thanh đỡ có nhíp
3	Kem hàn	10	Cảm biến
4	Bể gia nhiệt	11	Bộ chuyển đổi
5	Thiết bị nâng	12	Thiết bị ghi
6	Chân đế	13	Bộ khống chế
7	Cơ cấu đỡ tấm khuôn thử nghiệm

Hình 6 – Ví dụ về thiết bị thử nghiệm bằng phương pháp đồng bộ

8.2. Tấm khuôn thử nghiệm

Tấm khuôn thử nghiệm phải như quy định trong Bảng 1.

Một ví dụ về tấm khuôn sử dụng trong phương pháp gia nhiệt đồng bộ được thể hiện trên Hình 2.

8.3. Vật dụng dùng trong thử nghiệm bằng phương pháp đồng bộ

Ví dụ về vật dụng dùng trong thử nghiệm bằng phương pháp đồng bộ được nêu dưới đây trên Hình 7.

Hình 7a – Cơ cấu đỡ tấm khuôn thử nghiệm	Hình 7b – Lò gia nhiệt mini

Hình 7 – Ví dụ về vật dụng dùng trong thử nghiệm bằng phương pháp đồng bộ

8.4. Chuẩn bị

Xem Điều 6 để biết thêm chi tiết.

8.5. Điều kiện thử nghiệm

8.5.1. Nhiệt độ thử nghiệm

Tấm khuôn thử nghiệm phải được xử lý bằng cách sử dụng biên dạng nhiệt độ như quy định. Hình 3 thể hiện một ví dụ điển hình.

8.5.2. Đưa kem hàn vào và điều kiện nhúng mẫu

Điều kiện khuyến cáo cho việc nhúng mẫu trong kem hàn được nêu trong Bảng 2. Đối với linh kiện không được quy định trong Bảng 2, các điều kiện thử nghiệm phải được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan hoặc dựa trên thỏa thuận giữa các đối tác thương mại.

8.5.3. Điều kiện nhúng vào và lấy ra đối với mẫu thử nghiệm

Tốc độ nhúng mẫu vào trong kem hàn phải từ 0,5 mm/s đến 1mm/s, và tốc độ đối với lò gia nhiệt mini phải từ 1 mm/s đến 5 mm/s.

8.6. Quy trình thử nghiệm

Quy trình thử nghiệm phải như sau.

a) Cho kem hàn vào khuôn thử nghiệm, giữ bề mặt bằng phẳng. Hình 4 thể hiện một ví dụ.

b) Lắp mẫu vào trong kẹp cho đến khi đạt được góc quy định trong 7.4.2. Kẹp phải được đặt ở đúng tâm của bề mặt phía trên của tấm khuôn thử nghiệm trong đó đã cho kem hàn vào.

c) Điều chỉnh đầu ra của cảm biến lực và của thiết bị ghi về số “không” trước khi thử nghiệm bắt đầu.

d) Lắp cơ cấu đỡ tấm khuôn lên trên các thanh đỡ, điều chỉnh độ cao của các thanh đỡ vừa đúng bên trên bề mặt của kem hàn gần sát với mép đáy của điện cực. Sau đó, gia nhiệt tấm khuôn để làm nóng chảy kem hàn theo biên dạng nhiệt độ, như quy định trên Hình 3, mẫu và kem hàn sau đó được cho tiếp xúc với nhau một cách đồng bộ. Tốc độ nhúng phải như quy định trong 8.5.3.

e) Lấy mẫu ra khỏi kem hàn nóng chảy khi phép đo kết thúc. Việc ghi lại kết quả hoàn tất khi lực đạt tới trạng thái ổn định hoặc sau một khoảng thời gian quy định.

8.7. Trình bày kết quả

Thiết bị ghi ghi lại lực tác động lên mẫu theo phương thẳng đứng. Lực tác động theo chiều hướng lên trên (lực đẩy hoặc nổi) được ghi là giá trị âm, và lực tác động lên mẫu theo chiều hướng xuống dưới (lực làm ướt) được ghi là giá trị dương.

Hình dạng điển hình của tín hiệu đầu ra đạt được như nêu trên Hình 8.

CHÚ DẪN

A₂ Thời điểm khi phép đo bắt đầu. Mẫu được cho tiếp xúc với kem hàn nóng chảy.

B₂ Thời điểm khi đầu ra cắt qua đường “không”. Lực hướng xuống dưới của sức căng bề mặt chính xác bằng với lực nổi.

C₂ Thờ điểm khi lực làm ướt đạt tới mức 2/3 lực làm ướt lớn nhất.

D₂ Thời điểm khi lực làm ướt lớn nhất đạt được trong phép đo.

E₂ Thời điểm khi mẫu được lấy ra và phép đo hoàn tất.

t₀₂ Thời gian cho tới khi bắt đầu làm ướt. Khoảng thời gian từ điểm A₂ đến điểm B₂.

t₁₂ Thời gian làm ướt. Khoảng thời gian từ điểm B₂ tới điểm C₂.

F_2,max Lực làm ướt lớn nhất. Lực lớn nhất đạt được (giá trị tính từ đường “không”) trong phép đo.

2/3F_2,max 2/3 lực làm ướt lớn nhất.

F_2,end Lực làm ướt cuối cùng. Lực đạt được (giá trị tính từ đường “không”) khi kết thúc thử nghiệm.

CHÚ THÍCH: Một số kem hàn nhất định có thể gây ra lực làm ướt (kéo) ban đầu, điều này có thể là do các tác nhân làm ướt có trong một số kem hàn nhất định (xem Phụ lục E).

Hình 8 – Hình dạng đầu ra điển hình của tín hiệu trong phương pháp đồng bộ

8.8. Ví dụ tham số đặc trưng

a) Thời điểm bắt đầu làm ướt: t₀₂

b) Thời gian làm ướt: t₁₂

c) Lực làm ướt lớn nhất: F_2,max

d) Tính ổn định làm ướt: Sb₂: Tỉ số giữa lực làm ướt cuối cùng (F_{2, end}) và lực làm ướt lớn nhất (F_{2, max}).

CHÚ THÍCH: Độ ổn định làm ướt được tính theo công thức Sb₂ = F_{2, end}/F_{2, max}.

9. Phương pháp biên dạng nhiệt độ

9.1. Thiết bị

Thiết bị dùng cho phương pháp biên dạng nhiệt độ bao gồm hệ thống đo, gia nhiệt và nâng cơ khí. Một ví dụ về hệ thống đo được thể hiện trên Hình 9. Các yêu cầu đối với hệ thống được nêu trong Phụ lục C.

a) Hệ thống đo phải bao gồm cảm biến lực có thể đo lực tạo ra theo phương thẳng đứng lên mẫu, bộ chuyển đổi tín hiệu cơ-điện, và thiết bị ghi.

b) Hệ thống gia nhiệt phải thực hiện biên dạng nhiệt độ quy định trong 9.4.1.

c) Hệ thống nâng phải bao gồm cơ cấu nâng có thể nâng lên hoặc hạ xuống với các điều kiện quy định trong 9.4.3.

CHÚ DẪN

1	Mẫu	6	Cơ cấu nâng
2	Tấm khuôn thử nghiệm	7	Cảm biến
3	Kem hàn	8	Bộ chuyển đổi
4	Khối gia nhiệt	9	Thiết bị ghi
5	Hộp chứa	10	Bộ khống chế

Hình 9 – Ví dụ về hệ thống dùng cho thiết bị thử nghiệm bằng phương pháp biên dạng nhiệt độ

9.2. Tấm khuôn thử nghiệm

Tấm khuôn thử nghiệm như được quy định trong Bảng 3.

Bảng 3 – Quy định kỹ thuật của tấm khuôn thử nghiệm của phương pháp biên dạng nhiệt độ

Đối tượng	Quy định kỹ thuật của tấm khuôn thử nghiệm
Vật liệu	Đồng phốt phát không có oxy
Hình dạng	Tấm hình vuông hoặc chữ nhật
Kích thước	Từ 15 mm đến 35 mm mỗi cạnh
Độ dày	0,3 mm ± 0,03 mm
Độ không phẳng	± 0,05 mm (cạnh dài hơn đối với hình chữ nhật)

9.3. Chuẩn bị

Xem chi tiết ở Điều 6.

9.4. Điều kiện thử nghiệm

9.4.1. Nhiệt độ thử nghiệm

Nhiệt độ thử nghiệm là nhiệt độ của khuôn sử dụng trong thử nghiệm. Tấm khuôn thử nghiệm phải được xử lý bằng cách sử dụng biên dạng nhiệt độ như quy định. Hình 10 thể hiện một ví dụ điển hình.

Ký hiệu	SAC loại a	Sn-Pb loại a
T3	160oC ± 5oC	150oC ± 5oC
T3	80 s ± 5 s	80 s ± 5 s
T4b	245oC ± 3oC	220oC ± 3oC
a Ví dụ: Loại SAC (Sn96, 5Ag3Cu,5), Loại Sn-Pb (Sn63Pb37) b T4 là nhiệt độ đặt trước của bộ gia nhiệt. Nhiệt độ khuôn có thể không đạt được nhiệt độ đặt trước.

CHÚ DẪN

T₃ Nhiệt độ gia nhiệt trước         t₃ Khoảng thời gian gia nhiệt trước

T₄ Nhiệt độ đỉnh

Phép đo bắt đầu ở nhiệt độ 50^oC hoặc thấp hơn.

Không quy định tốc độ giảm xuống.

Hình 10 – Ví dụ về biên dạng nhiệt độ

9.4.2. Đưa kem hàn vào và điều kiện nhúng mẫu

Lượng kem hàn khuyến cáo và điều kiện khuyến cáo về nhúng mẫu vào kem hàn sử dụng trong thử nghiệm hàn được nêu trong Bảng 4. Đối với linh kiện không được quy định trong Bảng 4, các điều kiện thử nghiệm phải được quy định trong quy định kỹ thuật liên quan hoặc dựa trên thỏa thuận giữa các đối tác thương mại.

Bảng 4 – Điều kiện thử nghiệm khuyến cáo của phương pháp biên dạng nhiệt độ đối với SMD hình chữ nhật

Kiểu và kích thước mẫu a		Lượng kem hàn đưa vào b, c		Độ sâu nhúng c mm	Góc và hướng nhúng mẫu trong kem hàn
		Đường kính mm	Độ dày mm
Tụ điện	1005 (0402)	3	0,20	0,05	Phương ngang SMD hình chữ nhật
	1608 (0603)
Điện trở	1005 (0402)
	1608 (0402)
Tụ điện	2012 (0805)	5	0,30
	3216 (1206)
Điện trở	2012 (0805)
	3216 (1206)
a Tên gọi của kích thước, ví dụ 1005, có nghĩa là mẫu dài 1,0 mm và rộng 0,5 mm. Trong dấu ngoặc đơn, kích thước tính theo hệ thống đơn vị đo lường Anh. b Độ sâu nhúng được quy định tùy thuộc vào kích thước của mẫu. c Lượng kem hàn và độ sau nhúng là các giá trị mục tiêu.

9.4.3. Điều kiện nhúng vào và lấy ra đối với mẫu thử nghiệm

Mẫu được nhúng vào kem hàn chưa nóng chảy để phủ kem hàn lên diện tích thử nghiệm. Mẫu sau đó được lấy ra khỏi kem hàn trong khi nhiệt độ tăng lên để tách riêng lực dính kết của kem hàn và lực làm ướt mẫu vào chất hàn. Định thời gian cho việc tách riêng phải là 0,5 s trước thời điểm lực tác động triệt tiêu được dự kiến từ gradient sau khi lực tác động đạt tới giá trị đỉnh. Sau 0,5 s, mẫu được tách khỏi kem hàn, và sau đó mẫu phải được nhúng lại trong kem hàn, trở về vị trí trước đó.

Tốc độ lấy mẫu ra khỏi kem hàn và nhúng lại mẫu vào kem hàn phải là 5 mm/s ± 0,5 mm/s.

9.5. Quy trình thử nghiệm

Quy trình thử nghiệm như sau.

a) Đưa một lượng kem hàn quy định trong 9.4.2 vào tấm khuôn thử nghiệm đã được làm sạch bề mặt. Sử dụng mặt nạ bằng thép không gỉ và que gạt bằng thép không gỉ hoặc urethan để đưa kem hàn vào tấm khuôn như biểu diễn trên Hình 11.

CHÚ DẪN

1 Tấm khuôn thử nghiệm                                    3 Que gạt

2 Mạt nạ kim loại                                               4 Hướng que gạt

Hình 11 – Ví dụ về việc đưa kem hàn vào tấm khuôn thử nghiệm

b) Cố định mẫu trên cơ cấu đỡ được thiết kế để đạt được góc nhúng quy định tại 9.4.2. Đặt cơ cấu đỡ trên tấm khuôn thử nghiệm ở tâm của tấm khuôn.

c) Điều chỉnh đầu ra của cảm biến lực về giá trị “không” trước khi nhúng mẫu vào kem hàn. Nhúng mẫu trong kem hàn. Điều kiện nhúng mẫu phải như quy định tại 9.4.2.

d) Gia nhiệt tấm khuôn để làm nóng chảy kem hàn theo biên dạng nhiệt độ quy định trên Hình 10. Mẫu sau đó được lấy ra khỏi kem hàn trong thời gian nâng nhiệt độ.

e) Nhúng mẫu một lần nữa vào trong kem hàn ngay trước khi nhiệt độ của chất hàn đạt tới nhiệt độ nóng chảy (khoảng 217^oC đối với kem hàn loại SAC và khoảng 183^oC đối với kem hàn loại Sn-Pb).

f) Lấy mẫu ra khỏi kem hàn nóng chảy khi phép đo hoàn tất. Thiết bị ghi phải ghi lại tín hiệu lực từ bộ chuyển đổi từ A”₃ đến F₃ như quy định trên Hình 12. Phép đo kết thúc khi lực đạt tới trạng thái ổn định hoặc khoảng thời gian quy định.

9.6. Trình bày kết quả

Hình dạng điển hình của tín hiệu đầu ra đạt được khi nhiệt độ của mẫu được nâng lên theo biên dạng nhiệt độ quy định, được thể hiện trên Hình 12. Ý nghĩa và việc hiệu chỉnh dữ liệu khác với dạng được thể hiện trên Hình 12 được đưa ra ở Phụ lục C.

Dữ liệu đối với khoảng thời gian giữa A₃ và A”₃ không được dùng trong việc đánh giá lực làm ướt mẫu.

CHÚ THÍCH: Lực hướng lên trên được thể hiện trên Hình 12 bằng đường nét đứt giữa A₃và A”₃ là lực đông kết khi kem hàn nóng chảy.

CHÚ DẪN

A₃ Thời điểm khuôn thử nghiệm bắt đầu được gia nhiệt.

A′₃ Thời điểm chất trợ dung trong chất hàn bắt đầu nóng chảy.

A”₃ Thời điểm chất hàn bắt đầu làm ướt mẫu.

C₃ Thời điểm khi lực làm ướt đạt tới mức 2/3 lực làm ướt lớn nhất.

c₃ Thời điểm khi lực làm ướt đạt tới mức 86 % lực làm ướt lớn nhất.

D₃ Thời điểm khi lực làm ướt lớn nhất đạt được trong phép đo.

E₃ Thời điểm khi mẫu được lấy ra sau khi phép đo hoàn tất.

F₃ Thời điểm khi lực đạt tới trạng thái ổn định sau khi mẫu được lấy ra khỏi tấm khuôn.

t₁₃ Thời gian làm ướt (2/3). Khoảng thời gian giữa điểm C₃ và điểm A”₃.

t₂₃ Thời gian làm ướt (86 %). Khoảng thời gian giữa điểm c₃ và điểm A”₃.

F_3,max Lực làm ướt lớn nhất. Lực lớn nhất đạt được (giá trị tính từ đường “không”) trong phép đo.

F_3,end Lực làm ướt cuối cùng. Lực đạt được (giá trị tính từ đường “không”) khi kết thúc thử nghiệm.

Hình 12 – Hình dạng đầu ra điển hình của tín hiệu trong phương pháp biên dạng nhiệt độ

9.7. Ví dụ tham số đặc trưng

a) Thời gian làm ướt: t₁₃ và/hoặc t₂₃.

b) Lực làm ướt lớn nhất: F_3,max

c) Độ ổn định làm ướt: Sb₃; Tỷ số giữa lực làm ướt cuối cùng (F_3,end) và lực làm ướt lớn nhất (F_3,max).

CHÚ THÍCH: Độ ổn định làm ướt được tính toán từ công thức: Sb₃ = F_3,end/F_3,max.

 

Phụ lục A
(quy định)

Thiết bị dùng cho phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ

A.1. Tổng quan

Phụ lục này quy định chi tiết về thiết bị thử nghiệm dùng cho phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ.

A.2. Thiết bị thử nghiệm

A.2.1. Tổng quan

Chi tiết về thiết bị thử nghiệm được quy định như dưới đây.

A.2.2. Hệ thống đo

Hệ thống đo phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây.

a) Dải đo lực làm ướt phải là -10 mN đến +10 mN.

b) Độ nhạy chuyển vị của cảm biến lực phải tốt hơn 0,5 mN/µm.

c) Độ phân giải của cảm biến lực phải tốt hơn 0,01 mN.

d) Việc ghi liên tục tín hiệu đầu ra phải bao hàm từ A1 đến F1 của các dữ liệu thể hiện trên Hình 5 và từ A₂ đến E₂ của các dữ liệu thể hiện trên Hình 8.

e) Thiết bị ghi phải có khả năng ghi dữ liệu đầu ra trên bản ghi, hoặc phải có khả năng hiển thị dữ liệu bằng phương tiện, chẳng hạn máy tính cá nhân.

f) Độ phân giải thời gian của thiết bị ghi phải tốt hơn 0,1 s.

g) Thời gian đáp ứng của đầu ghi của thiết bị ghi được sử dụng phải tốt hơn 0,3 s để trở về từ giá trị đầu ra lớn nhất về trung tâm ghi “không” và mức vượt quá không được lớn hơn 1 % giá trị đọc được ghi.

h) Nhiễu điện và nhiễu cơ của hệ thống không được lớn hơn 10 % độ lớn của tín hiệu.

A.2.3. Hệ thống gia nhiệt

Hệ thống gia nhiệt phải phải đáp ứng các yêu cầu sau đây.

a) Phần gia nhiệt của hệ thống phải thực hiện được biên dạng nhiệt độ quy định trên Hình 3.

b) Kích thước của bể gia nhiệt phải có đường kính lớn hơn 50 mm và độ sâu sâu hơn 15 mm.

c) Đường kính trong của lò gia nhiệt mini dùng cho phương pháp đồng bộ phải là 25 mm.

A.2.4. Hệ thống nâng

Hệ thống nâng phải đáp ứng các yêu cầu sau đây.

a) Độ sâu nhúng mẫu trong kem hàn trên tấm khuôn thử nghiệm có thể điều chỉnh được theo cấp 0,05 mm, độ sâu lớn nhất bằng với độ sâu ép xuống của tấm khuôn thử nghiệm.

b) Độ phân giải vị trí phải có thể kiểm soát được tốt hơn 0,02 mm.

c) Hệ thống phải có khả năng nhúng mẫu trong kem hàn và nhúng khuôn thử nghiệm trong bể gia nhiệt, như quy định trong 7.4.3.

 

Phụ lục B
(tham khảo)

Đọc dữ liệu đầu ra và hiệu chỉnh kết quả trong thử nghiệm nhiệt nhanh

B.1. Tổng quan

Phụ lục này quy định việc đọc dữ liệu đầu ra và hiệu chỉnh các kết quả không được thể hiện trên Hình 5.

B.2. Đọc dạng đầu ra trong thử nghiệm gia nhiệt nhanh

Các ví dụ điển hình không được thể hiện trên Hình 5 được đưa ra trên Hình B.1. Đường in đậm biểu diễn lực tác động lên mẫu như một hàm của thời gian, và đường mảnh theo chiều nằm ngang biểu diễn đường “không”.

a) Thời điểm được biểu diễn lực cắt qua đường “không”, B₁:

B₁ không thể nhận được trong trường hợp đường thẳng biểu diễn lực không cắt “không”, và thời điểm bắt đầu làm ướt, t₀₁, thời gian làm ướt, t₁₁, cũng không thể nhận được. Thời điểm ảo B₁ cần nhận được trên biểu đồ từ giao điểm của một đường bổ sung kéo dài và đường “không”.

B₁ đối với các trường hợp a) đến c) và g) là B₁ như chỉ ra trên các hình vẽ. Việc hiệu chỉnh đối với các trường hợp d) đến f) trên Hình B.1 phải được thực hiện theo B.3.

B₁ đối với trường hợp h) trên Hình B.1 là không thể nhận được.

b) Lực làm ướt lớn nhất, F_1,max:

F_1,max đối với các trường hợp a) đến d) là F_1,max như được đưa ra trên các hình vẽ. Việc hiệu chỉnh đối với các trường hợp e) đến g) trên Hình B.1 phải được thực hiện theo B.3.

F_1,max đối với trường hợp h) trên Hình B.1 là không thể nhận được.

Hình B.1 – Các thay đổi điển hình của lực làm ướt trong phương pháp gia nhiệt nhanh

B.3. Hiệu chỉnh dữ liệu điển hình nhận được bằng phương pháp gia nhiệt nhanh

Việc hiệu chỉnh các dữ liệu nhận được bằng thực nghiệm được thực hiện trong các trường hợp sau đây.

a) Hiệu chỉnh thời điểm làm ướt ban đầu áp dụng cho các trường hợp mà lực làm ướt thay đổi từng bước (Hình B.1c và B.1d): Khi lực làm ướt ở trạng thái từng bước, việc hiệu chỉnh được thực hiện theo hoặc Hình B.2 hoặc Hình B.3 để xác định thời gian làm ướt ban đầu, t₀₁, tùy thuộc vào giá trị lực làm ướt lớn hơn hay nhỏ hơn 1/2 giá trị của lực làm ướt lớn nhất.

1) Lực làm ướt ở bước đầu tiên, F_a, lớn hơn 0,5 F_1,max (áp dụng cho Hình B.1c).

Bắt đầu làm ướt ở bước đầu tiên được lấy làm thời điểm ban đầu của việc làm ướt, B₁.

Hình B.2 – Ví dụ về việc hiệu chỉnh thời điểm ban đầu của việc làm ướt (F_a lớn hơn 0,5 F_1,max)

2) Lực làm ướt ở bước đầu tiên, F_a, bằng 0,5 F_1,max hoặc nhỏ hơn (áp dụng cho Hình B.1, d)).

Vẽ một đường tiếp tuyến với đường cong làm ướt và lấy giao điểm của đường tiếp tuyến này với đường “không” để nhận được thời điểm làm ướt ban đầu, B’₁.

Hình B.3 – Ví dụ về hiệu chỉnh thời điểm ban đầu của việc làm ướt (F_a bằng hoặc nhỏ hơn 0,5 F_1,max)

b) Việc hiệu chỉnh thời điểm làm ướt ban đầu áp dụng cho các trường hợp mà đỉnh dương nhọn xuất hiện trên Hình B.1e đến B.1g:

1) Hiệu chỉnh thời điểm làm ướt ban đầu (áp dụng cho Hình B.1, e) tới f)).

Vẽ đường tiếp tuyến với đường cong làm ướt (tham khảo Hình B.3) và lấy giao điểm của đường tiếp tuyến này với đường “không” để có được thời điểm làm ướt ban đầu, B’₁.

2) Hiệu chỉnh lực làm ướt lớn nhất (áp dụng cho Hình B.1, e) đến g)).

Lực làm ướt lớn nhất là lực khi việc làm ướt đạt tới trạng thái ổn định.

Thời gian đạt được 2/3 lực làm ướt lớn nhất (tham khảo C₁ trên Hình 5) đạt được từ lực làm ướt lớn nhất đã hiệu chỉnh.

 

Phụ lục C
(quy định)

Thiết bị thử nghiệm dùng cho phương pháp biên dạng nhiệt độ

C.1. Tổng quan

Phụ lục này quy định các chi tiết của thiết bị thử nghiệm dùng cho phương pháp biên dạng nhiệt độ.

C.2. Thiết bị thử nghiệm

C.2.1. Yêu cầu chung

Chi tiết của thiết bị thử nghiệm được quy định như sau.

C.2.2. Hệ thống đo

Hệ thống đo phải đáp ứng các yêu cầu sau đây.

a) Dải đo lực làm ướt là -10 mN đến +10 mN.

b) Độ nhạy chuyển vị của cảm biến lực phải tốt hơn 0,5 mN/µm.

c) Độ phân giải của cảm biến lực phải tốt hơn 0,01 mN.

d) Việc ghi liên tục tín hiệu đầu ra phải bao hàm A’’₃ đến F₃ của dữ liệu thể hiện trên Hình 12.

e) Thiết bị ghi phải có khả năng ghi dữ liệu đầu ra trên bản ghi, hoặc phải có khả năng hiển thị dữ liệu bằng phương tiện, chẳng hạn như máy tính cá nhân.

f) Độ phân giải thời gian của bộ ghi phải tốt hơn 0,1 s.

g) Thời gian đáp ứng của đầu ghi của thiết bị ghi được sử dụng phải tốt hơn 0,3 s để trở về từ giá trị đầu ra lớn nhất về trung tâm ghi “không” và mức vượt quá không được lớn hơn 1 % giá trị đọc được ghi.

h) Nhiễu điện và nhiễu cơ của hệ thống không được lớn hơn 10 % độ lớn của tín hiệu.

C.2.3. Hệ thống gia nhiệt

Hệ thống gia nhiệt phải phải tuân theo các yêu cầu sau đây.

a) Phần gia nhiệt của hệ thống phải thực hiện được biên dạng nhiệt độ quy định trên Hình 10.

b) Chênh lệch nhiệt độ giữa kem hàn và các điện cực của mẫu thử nghiệm phải nhỏ hơn 5^oC đối với nhiệt độ của kem hàn 212^oC đến 222^oC (SAC) hoặc 178^oC đến 188^oC (Sn-Pb). Chênh lệch nhiệt độ này được phép trong khoảng 10^oC khi nhiệt độ của kem hàn nằm ngoài dải nhiệt độ này. Chênh lệch nhiệt độ gây ra bởi nhiệt chậm của kem hàn không được quy định trong tiêu chuẩn này.

C.2.4. Hệ thống nâng

Hệ thống nâng phải đáp ứng các yêu cầu sau đây.

a) Tốc độ nhúng mẫu vào và lấy mẫu ra phải là 0,5 mm/s đến 5 mm/s.

b) Độ phân giải vị trí phải có thể kiểm soát được tốt hơn 0,01 mm.

c) Hệ thống phải có khả năng nhúng mẫu trong kem hàn cho đến khi lấy mẫu ra khỏi kem hàn, như quy định trong 9.5.

 

Phụ lục D
(tham khảo)

Đọc dữ liệu đầu ra và hiệu chỉnh kết quả thử nghiệm biên dạng nhiệt độ

D.1. Tổng quan

Phụ lục này quy định việc đọc dữ liệu đầu ra và sự hiệu chỉnh kết quả khác với biểu diễn trên Hình 12.

D.2. Đọc dạng đầu ra trong thử nghiệm biên dạng nhiệt độ

Ví dụ điển hình khác với biểu diễn trên Hình 12 được đưa ra trên Hình D.1. Đường in đậm biểu diễn lực tác động lên mẫu như một hàm của thời gian, và đường mảnh theo chiều nằm ngang biểu diễn đường “không”. Thời gian làm ướt và giá trị của F_3,max được sử dụng đúng như vậy cho các trường hợp a), b) và e) đến f) như thể hiện trên Hình D.1.

Việc hiệu chỉnh đổi đối với trường hợp c) trên Hình D.1 phải được thực hiện theo Điều D.3.

Kết quả không thể nhận được trong trường hợp d) của Hình D.1.

Hình D.1 – Các dạng đầu ra điển hình đối với thử nghiệm biên dạng nhiệt độ

D.3. Hiệu chỉnh dữ liệu điển hình nhận được bằng phương pháp biên dạng nhiệt độ

Dữ liệu về tính dễ làm ướt nhận được từ dữ liệu thực nghiệm khi đạt đến biểu đồ như thể hiện trên Hình D.1c từ biểu đồ nhận được bằng cách sử dụng minh họa cho trên Hình D.2. Trong trường hợp lực ép đầu ra lớn hơn 1,1 lần lực làm ướt lớn nhất, F_3,max, được đặt lên mẫu sau khi lực keo tụ được tạo ra do kem hàn nóng chảy (A”₃ tới C₃ trên Hình 12), thời gian làm ướt t₁₃ và t₂₃, lực làm ướt lớn nhất, F_3,max và lực làm ướt cuối cùng F_3,endnhận được như thể hiện trên Hình D.2.

Hình D.2 – Trường hợp khi lực đẩy (1,1 F_max hoặc lớn hơn) được tạo ra ngay sau khi bắt đầu làm ướt

 

Phụ lục E
(tham khảo)

Một số điều cần lưu ý

E.1. Tổng quan

Các phương pháp thử nghiệm trong 4.2 không phải là để sử dụng cho việc giải thích đạt/không đạt bởi khả năng lặp lại và khả năng tái lặp của các phương pháp này là kém.

Một trong những lý do cơ bản của điều đó là sự có mặt của chất trợ dung, và các thành phần khác trong kem hàn, có thể gây ra sôi bồng lên khi kem hàn đạt tới trạng thái nóng chảy.

Cũng vậy, lực nổi của linh kiện không thể đưa được vào kết quả. Lý do chính của điều này là các kem hàn khác nhau có tỉ trọng khác nhau.

E.2. Ảnh hưởng

E.2.1. Kem hàn

Kem hàn có nhiều yếu tố biến động ảnh hưởng tới việc giải thích kết quả thử nghiệm, bao gồm:

a) chất xúc biến;

b) lưu biến học;

c) độ nhớt;

d) độ sụt;

e) độ dính.

Điều này là do thực tế kem hàn phải thực hiện nhiều loại chức năng khác nhau theo yêu cầu của những người sử dụng, mà họ có thể là các nhà sản xuất với khối lượng lớn hoặc nhỏ.

Kem hàn cần được thử nghiệm phù hợp với các phương pháp thử nghiệm của IEC 61189-5.

E.2.2. Linh kiện

Các mẫu từ cùng lô thử nghiệm cần được thử nghiệm theo IEC 60068-2-69 để xác nhận rằng các đầu nối dây cần thử nghiệm không phải là tác nhân ảnh hưởng đến các kết quả thử nghiệm.

E.3. Giải thích các kết quả – Ví dụ

E.3.1. Phương pháp gia nhiệt nhanh

Một sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm được nêu trên Hình E.1.

Đối với việc hiệu chỉnh các dữ liệu đầu ra, xem Phụ lục B.

Hình E.1 – Sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm đối với phương pháp gia nhiệt nhanh

E.3.2. Phương pháp đồng bộ

Sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm được nêu trên Hình E.2.

Hình E.2 – Sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm đối với phương pháp đồng bộ

Ở đây chúng ta có thể thấy rằng kem hàn đã tạo ra một lực làm ướt (kéo) ban đầu, theo sau đó là lực đẩy trước khi nhúng linh kiện và tiếp theo đó trở về đường “không” (xem Hình E.3).

Hình E.3 – Cho thấy lực làm ướt (kéo) của kem hàn

E.3.3. Phương pháp biên dạng nhiệt độ

Sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm được nêu trên Hình E.4.

Đối với việc hiệu chỉnh dữ liệu đầu ra, xem Phụ lục D.

Hình E.4 – Sơ đồ giải thích quy trình thử nghiệm đối với phương pháp biên dạng nhiệt độ

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] IEC 60068-2-69, Environmental Testing – Part 2-69: Tests – Test Te: Solderability testing of electronic components for surface mounting devices (SMD) by the wetting balace method (Thử nghiệm môi trường – Phần 2-69: Các thử nghiệm – Thử nghiệm Te: Thử nghiệm tính dễ hàn của linh kiện điện tử dùng cho các cơ cấu lắp trên bề mặt (SMD) bằng phương pháp cân bằng làm ướt)

[2] IEC 61189-5, Test Methods for electrical materials, interconnection structures and assemblies – Part 5: Test methods for printed board assemblies (Các phương pháp thử nghiệm dùng cho vật liệu điện, các cấu trúc liên kết và các khối lắp ráp – Phần 5: Các phương pháp thử nghiệm dùng cho các khối lắp ráp bảng mạch in).

 

MỤC LỤC

Lời nói đầu

1. Phạm vi áp dụng

2. Tài liệu viện dẫn

3. Thuật ngữ và định nghĩa

4. Thử nghiệm

5. Ổn định trước

6. Chuẩn bị

7. Phương pháp gia nhiệt nhanh

8. Phương pháp đồng bộ

9. Phương pháp biên dạng nhiệt độ

Phụ lục A (quy định) – Thiết bị dùng cho phương pháp gia nhiệt nhanh và đồng bộ

Phụ lục B (tham khảo) – Đọc dữ liệu đầu ra và chỉnh sửa kết quả thử nghiệm gia nhiệt nhanh

Phụ lục C (quy định) – Thiết bị thử nghiệm cho phương pháp biên dạng nhiệt độ

Phụ lục D (tham khảo) – Đọc dữ liệu đầu ra và hiệu chỉnh kết quả thử nghiệm biên dạng nhiệt độ

Phụ lục E (tham khảo) – Một số điều cần lưu ý

Thư mục tài liệu tham khảo