專利名稱：一種預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及熔體物性測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置。
背景技術(shù)：
潤濕性是固體界面由固-氣界面轉(zhuǎn)變?yōu)楣?液界面的現(xiàn)象。潤濕性是材料表面與界面的重要指標(biāo)之一，焊料合金的設(shè)計必須考慮合金與基體的潤濕性、流動性和可焊性，從而保證可靠的焊接性能和產(chǎn)品質(zhì)量。目前對焊料潤濕性的檢測方法包括鋪展面積法、展寬法、接觸角法、浸漬法和表面張力法。鋪展面積法的原理是將一定質(zhì)量的焊料(通常為0. 5^1g)和助焊劑放在被焊接材料表面加熱，焊料熔化后會在基板表面形成一定面積大小的圖形，使用面積測試儀可以得到其鋪展面積。鋪展面積法的評價參數(shù)為最后焊料的鋪展面積，即相同質(zhì)量的焊料潤濕性越好，其鋪展面積越大；相反，面積越小，則表明該焊料的潤濕性越差。鋪展面積法在工業(yè)上使用的最多，因為該方法實行起來方便，對焊料的潤濕性具有很好的指導(dǎo)性。展寬法的過程是加熱熔化直徑為D的球形焊料，通過檢測該焊料的展寬系數(shù)的大小來評判其潤濕性。假設(shè)球形熔化后的表面高度下降為H，那么展寬系數(shù)可以定義為展寬系數(shù)=(D-H) /DX 100%，焊料的潤濕性越好，其熔化后的焊料高度H越小，展寬系數(shù)越大。接觸角法原理是通過測試焊料熔化與引線的夾角來評價其潤濕性的。該夾角越小，說明其潤濕性越好。浸漬法的原理是實驗樣品懸掛在梁上，然后隨著下降系統(tǒng)下降到熔化的焊料中， 此時焊料在表面張力作用下會沿著樣品表面粘附。該方法就是通過粘附焊料的面積來評價焊料在樣品上的潤濕性。表面張力法的過程是使用升降裝置將樣品放入熔化后的焊料中，這時樣品分別受到方向向下的潤濕力Fm和方向向上的浮力1 作用，那么其合力F=Fm-Fa。而焊料的接觸角與樣品所受到的合力具有一定的數(shù)學(xué)關(guān)系。通常使用力學(xué)傳感器可以測出樣品所受到的合力F，通過合力反推出接觸角，進而判斷焊料的潤濕性。如法國MENISC0公司的ST60型可焊性測試儀，該儀器使用微處理器進行全程自動化控制，操作比較簡便，測試人員只需裝夾好樣品和設(shè)定好參數(shù)后，系統(tǒng)便能夠自動完成整個測試過程，并輸出潤濕曲線和相關(guān)結(jié)果。上述展寬法、接觸角法、浸漬法和表面張力法均為當(dāng)前常見的使用形式，但是，這些方法對預(yù)成型焊片潤濕性的檢測都有很大的局限性，操作不便，無法得到較有價值的評價參數(shù)，而且可重復(fù)性也比較差。上述方法一般均無法動態(tài)觀察焊片熔化的鋪展情況，不能直觀反映焊片熔化時可能具有的特征變化。具體來說，展寬法一般要求焊料的形狀為球形，在工業(yè)中使用具有一定的局限性。接觸角法的使用局限也較大，要求焊料的形狀和試樣都為線狀，而且該種方法測量精度比較差，數(shù)據(jù)處理比較困難。浸漬法一方面是一個主觀的行為，比如樣品在上升下降過程中可能不在垂直方向上，而是出現(xiàn)某個傾斜就有可能會誤認(rèn)為是一個不潤濕過程，另外一個問題是放大問題，無法觀察焊料內(nèi)部和焊料接觸面的缺陷和細(xì)節(jié)，同時這種方法對使用者要求非常高，要求使用者的經(jīng)過專門的訓(xùn)練，測試重復(fù)性差。表面張力法則不能在保持預(yù)成型焊片原始形狀尺寸的前提下測試其潤濕性，熔化時能否最大限度地保持原始形狀尺寸也是預(yù)成型焊片一個重要的質(zhì)量指標(biāo)。另外，中國專利申請?zhí)朇N200810115050. 9、公開號為CN101308077A的一種測量中低溫熔體表面張力、密度和潤濕性的裝置和方法，在該專利文獻中，公開了一種測量潤濕性的裝置，該裝置包括加熱設(shè)備、透明石英爐管、光源、數(shù)碼照相機和計算機，其原理是利用靜滴法測量表面張力，即熔體液滴受重力作用在水平基板上呈橢球狀，根據(jù)液滴輪廓和事先測量的樣品質(zhì)量，可以計算出熔滴的體積和密度，并測量出與基板的接觸角，進而根據(jù) Young-Laplace方程(Young-Laplace方程為拉普拉斯方程的一種)計算出熔體的表面張力。其測量方法如下將樣品放于基板表面并一起放于石英爐管中，調(diào)節(jié)爐管使基板處于水平，將爐管密封，通過外置垂線水平儀結(jié)合計算機上的圖像再次調(diào)節(jié)基板至完全水平。根據(jù)樣品類型選擇不同氣氛環(huán)境，通過照相機和計算機顯示器在線觀測熔滴輪廓動態(tài)變化， 在設(shè)定的溫度和保溫時間拍照，得到熔體表面張力、密度和接觸角等數(shù)據(jù)，可通過接觸角來評價其潤濕性。該專利提供的裝置操作時非常不便，基板水平調(diào)節(jié)操作繁瑣、需依靠主觀行為、精確度難以控制、測量精確度較低，實用性不佳。該裝置雖然可以動態(tài)觀察記錄，但不具備即時測量功能。而且，在文獻中可得出該裝置的氣體保護部分結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、操作步驟
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實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，提供一種既可動態(tài)觀察記錄又具備即時測量功能的預(yù)成型焊片潤濕性的測試裝置，為預(yù)成型焊片的工業(yè)生產(chǎn)和檢測提供一個方法和評價參考。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其包括導(dǎo)軌、滑塊、加熱臺、底座、攝像頭、計算機和溫控裝置，所述加熱臺設(shè)于底座上，攝像頭設(shè)于滑塊上，所述攝像頭與加熱臺位于同一中軸線，所述攝像頭與計算機電路連接，加熱臺與溫控裝置電路連接。作為一種優(yōu)選方式，在滑塊的外壁固定一通氣導(dǎo)管固定片。更進一步地，所述通氣導(dǎo)管固定片為三段彎折式結(jié)構(gòu)，第一段為垂直段且一端與滑塊的外壁固定，第一段的下端設(shè)有一圓孔；第二段為水平段，其一端與第一段的另一端固定；第三段為傾斜段，其一端與第二段的另一端固定。作為一種優(yōu)選方式，滑塊上設(shè)有套筒，攝像頭卡接于套筒中。作為一種優(yōu)選方式，加熱臺的內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱芯，外部設(shè)有銅套。作為一種優(yōu)選方式，滑塊上設(shè)有微調(diào)旋鈕和粗調(diào)旋鈕。本實用新型具有如下有益技術(shù)效果(1)、采用動態(tài)觀測方法采集預(yù)成型焊片的熔化過程，可以得到鋪展面積的某些特殊的變化特征，直觀性好，并能隨時進行圖像和視頻采集；(2)、采用攝像技術(shù)實時動態(tài)觀測和記錄焊片熔化的輪廓變化，并能配合軟件進行即時精確測量，通過攝像頭配合計算機和相應(yīng)軟件能將焊片熔化的輪廓變化動態(tài)顯示和記錄下來，還可對每一時刻的鋪展面積進行精確測量，從而獲得最大鋪展面積，潤濕時間、平均潤濕速度、瞬時潤濕速度等參數(shù)，然后通過這些參數(shù)的具體數(shù)值或者符號獲得預(yù)成型焊片的潤濕性能；(3)、整體結(jié)構(gòu)和操作方法都很簡單，便于拆裝運輸；(4)、可針對不同焊料合金選擇是否采取氣體保護，且氣體保護部分特別設(shè)計、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)靈活、無需密封環(huán)境、操作簡易，同時還能保證對焊料合金的保護。終上所述，該實用新型可動態(tài)觀察焊片熔化的鋪展情況，直觀性好，并能隨時進行圖像和視頻采集，還可即時精確測量，從而獲得最大鋪展面積、潤濕時間、平均潤濕速度、瞬時潤濕速度等參數(shù)，然后通過這些參數(shù)的具體數(shù)值或者符號獲得預(yù)成型焊片的潤濕性能。

圖1為本實用新型預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行詳細(xì)說明。如圖1、圖2所示，本實用新型預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置包括導(dǎo)軌1、滑塊3、加熱臺7、底座8、攝像頭2、計算機10和溫控裝置9，所述加熱臺7設(shè)于底座8上，攝像頭2設(shè)于滑塊3上，所述攝像頭2與加熱臺7位于同一中軸線，所述攝像頭2與計算機10電路連接， 加熱臺7與溫控裝置9電路連接。具體來說，滑塊3上設(shè)有套筒11，攝像頭2卡接于套筒11中?；瑝K3上還設(shè)有微調(diào)旋鈕5和粗調(diào)旋鈕4，用以調(diào)節(jié)攝像頭2的位置。攝像頭2用于圖像采集和觀察記錄焊片的熔化過程，攝像頭2需與加熱臺7位于同一中軸線，垂直安裝在加熱臺7的正上方，這樣才能準(zhǔn)確地動態(tài)記錄預(yù)成型焊片在基板上的潤濕全過程。將攝像頭2與計算機10連接后即可進行拍照、錄像、測量等操作，由此可實現(xiàn)本實用新型預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置的動態(tài)觀測。加熱臺7用于承載基板和預(yù)成型焊片并對其加熱，加熱臺7的內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱芯12， 外部設(shè)有銅套13。當(dāng)通電后，啟動溫控裝置9的電源開關(guān)，設(shè)定溫度值，熱量通過物理接觸由內(nèi)部陶瓷發(fā)熱芯12傳至外部固定銅套13，再由銅套13頂端傳至上方載物臺，使載物臺達到所需溫度，進而加熱載物臺上放置的基板和預(yù)成型焊片達到所設(shè)定的溫度。由此，本實用新型的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置可實現(xiàn)對預(yù)成型焊片的快速加熱和準(zhǔn)確控溫。在所述滑塊3的外壁固定一通氣導(dǎo)管固定片6，具體來說，所述通氣導(dǎo)管固定片6 為三段彎折式結(jié)構(gòu)，第一段為垂直段且一端與滑塊3的外壁固定，第一段的下端設(shè)有一圓孔14以便導(dǎo)管接入；第二段為水平段，其一端與第一段的另一端固定，水平段起過渡導(dǎo)向作用；第三段為傾斜段，其一端與第二段的另一端固定，傾斜段對導(dǎo)管固定和導(dǎo)向。所述通氣導(dǎo)管固定片6的作用在于固定通氣導(dǎo)管以便為預(yù)成型焊片提供保護氣氛。通氣導(dǎo)管從第一段的圓孔14接入，經(jīng)過第二段水平過渡，固定于第三段且能隨意伸縮長短，而且在第三段可以任意改變傾斜角度，方便地根據(jù)載物臺上試樣的位置進行調(diào)整。將導(dǎo)管與外部氣瓶，如高純氬氣氫氣等相接，即可引入保護氣氛。下面結(jié)合具體工作過程對本實用新型作進一步的說明首先在計算機10上打開相應(yīng)軟件，用鑷子取一基板和預(yù)成型焊片，用酒精清洗并烘干，用棉簽在預(yù)成型焊片上均勻涂一薄層助焊劑，然后放置于基板中間位置，再夾取整個基板置于加熱臺7，調(diào)節(jié)攝像頭2 的焦距使其聚焦在預(yù)成型焊片上，調(diào)節(jié)軟件使圖像清晰可見，利用軟件測量預(yù)成型焊片的原始面積。根據(jù)預(yù)成型焊片的焊料合金類型和實際使用環(huán)境選擇是否通入保護氣體，啟動溫控裝置9的電源開關(guān)，設(shè)定好加熱溫度，開始對預(yù)成型焊片加熱。焊片熔化后在基板表面快速鋪展，攝像頭2和計算機10顯示器可在線觀測其輪廓的動態(tài)變化過程，利用軟件可控制該過程的拍照和錄制。熔化過程結(jié)束后將試樣清洗干凈并再次測量預(yù)成型焊片熔化后面積，從而可得到預(yù)成型焊片熔化的鋪展率，做為其潤濕性評價參數(shù)之一。通過視頻可得到預(yù)成型焊片從開始熔化到熔化結(jié)束這段過程的時間，即為其潤濕時間，這是評價其潤濕性的又一特征參數(shù)。對圖像和視頻進行處理，可得到某一溫度下該預(yù)成型焊片在特定基板上的鋪展面積隨時間的變化曲線，從該曲線可得出其潤濕性的變化規(guī)律。終上所述，該實用新型可動態(tài)觀察焊片熔化的鋪展情況，直觀性好，并能隨時進行圖像和視頻采集，結(jié)合了預(yù)成型焊片的特點，克服了其他潤濕性測試方法的局限性。整體結(jié)構(gòu)和操作方法都很簡單，便于拆裝運輸。而且氣體保護部分經(jīng)過特殊設(shè)計顯得簡單靈活，方便調(diào)節(jié)。本裝置可即時精確測量從而獲得最大鋪展面積、潤濕時間、平均潤濕速度、瞬時潤濕速度等參數(shù)，然后通過這些參數(shù)的具體數(shù)值或者符號獲得預(yù)成型焊片的潤濕性能?？傊?，采用攝像技術(shù)實時動態(tài)觀測和記錄焊片熔化的輪廓變化，并能配合軟件進行即時精確測量，通過攝像頭配合計算機和相應(yīng)軟件能將焊片熔化的輪廓變化動態(tài)顯示和記錄下來，還可對每一時刻的鋪展面積進行精確測量。展寬法、接觸角法、浸漬法和表面張力法無法對焊料熔化的特征變化進行實時觀察和記錄；同時，可針對不同焊料合金選擇是否采取氣體保護，且氣體保護部分特別設(shè)計、結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)靈活，還能保證對焊料合金的保護。最后需要說明的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，而不是對本實用新型技術(shù)方案的限定，任何對本實用新型技術(shù)特征所做的等同替換或相應(yīng)改進，仍在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，包括導(dǎo)軌、滑塊、加熱臺和底座，所述加熱臺設(shè)于底座上，其特征在于，還包括攝像頭、計算機和溫控裝置，攝像頭設(shè)于滑塊上，所述攝像頭與加熱臺位于同一中軸線，所述攝像頭與計算機電路連接，加熱臺與溫控裝置電路連接。
2.如權(quán)利要求1所述的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其特征在于，在滑塊的外壁固定一通氣導(dǎo)管固定片。
3.如權(quán)利要求2所述的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其特征在于，所述通氣導(dǎo)管固定片為三段彎折式結(jié)構(gòu)，第一段為垂直段且一端與滑塊的外壁固定，第一段的下端設(shè)有一圓孔；第二段為水平段，其一端與第一段的另一端固定；第三段為傾斜段，其一端與第二段的另一端固定。
4.如權(quán)利要求1所述的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其特征在于，滑塊上設(shè)有套筒，攝像頭卡接于套筒中。
5.如權(quán)利要求1所述的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其特征在于，加熱臺的內(nèi)部設(shè)有發(fā)熱芯，外部設(shè)有銅套。
6.如權(quán)利要求1所述的預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，其特征在于，滑塊上設(shè)有微調(diào)旋鈕和粗調(diào)旋鈕。
專利摘要本實用新型提供一種預(yù)成型焊片潤濕性測試裝置，包括導(dǎo)軌、滑塊、加熱臺、底座、攝像頭、計算機和溫控裝置，攝像頭設(shè)于滑塊上，所述攝像頭與加熱臺位于同一中軸線，所述攝像頭與計算機電路連接，加熱臺與溫控裝置電路連接。該實用新型可動態(tài)觀察焊片熔化的鋪展情況，直觀性好，并能隨時進行圖像和視頻采集，還可即時精確測量，從而獲得最大鋪展面積、潤濕時間、平均潤濕速度、瞬時潤濕速度等參數(shù)，然后通過這些參數(shù)的具體數(shù)值或者符號獲得預(yù)成型焊片的潤濕性能。
文檔編號G01N13/00GK202188999SQ201120249920
公開日2012年4月11日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者陳衛(wèi)民 申請人:廣州先藝電子科技有限公司