润湿平衡仪的研究与开发

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要在电子制造过程中，可焊性是一个重要的概念，它主要指材料易于采用软钎焊进行焊接的能力。而对于可焊性而言，母材和焊料体系界面的润湿状况在相当大程度上反映了可焊性的优劣，润湿性通常与焊料体系、界面氧化状况、温度以及使用的助焊剂有关。为了表征润湿性能的好坏，研究人员发展了很多方法，其中比较典型的有焊球法和润湿称量法（又称润湿平衡法）。本课题的目标是研究和开发一种能够通过焊球法和润湿平衡法来评价焊料体系的润湿性能的仪器，该仪器能够测得不同电子元件或标准铜样品与锡焊料发生润湿作用时的润湿曲线，通过对润湿曲线进行分析和提取特征参量，研究人员能够方便的评价不同的母材、焊料体

2、系和助焊剂之间的润湿状况，为电子制造过程的工艺改进和可靠性研究提供参照标准。润湿平衡仪的设计与研究过程涉及机械、电子、计算机、控制等方面，上位机使用PC集成控制，在LabVIEW环境下开发应用程序界面和后台程序，并通过Ni-VISA和二次开发库与下位机通讯，具有界面友好，操控简单等特点；下位机由测力系统、升降系统、温控系统三个子系统组成，各子系统分别完成润湿力测量，升降台控制和熔化锡焊料等功能，三个系统之间由上位机集成控制，并按照相关标准完成润湿曲线测量的全过程，然后在由内置算法对润湿曲线的特征值进行提取，以便于研究人员参考和评价。关键词：可焊性、润湿性、润湿平衡法、测力天平I华中科技

3、大学硕士学位论文AbstractIntheprocessofelectronicsmanufacturing,solderability,whichreferstothecapabilityofsolderingbetweensolderandsubstrate,isanimportantconcept.Thewettingsituationbetweensolderandsubstratewouldreflectqualityofsolderability.Ingeneral,wettingsituationaffectedbysolderalloyelements,oxidatio

4、nconditionofsurface,temperatureandreflux.Researchershavedevelopedmanymethods,suchassolderballtestandwettingbalancetestinordertoevaluatewettingsituationwhichiscalledwettability.Inthisthesis,anequipmentwhichcanbeusedtoevaluatethewettabilitybysolderballtestandwettingbalancetestisdeveloped.Byanalysi

5、stheresultofcurves,researcherscanevaluatesolderabilitiesofdifferentlead-freesolder,andimprovetheprocessofelectronicsmanufacturingbyanalysistheresultofcurves..Theresearchanddevelopmentofthewettingbalanceequipmentinvolvesmechanical,electronic,computercontroltechnologies.Thecontrolprogramsinupperco

6、mputeraredevelopedbyLabVIEW(LaboratoryVirtualinstrumentEngineeringWorkbench),andlowercomputerinvolvesforce-measuringsystem,motionsystemandheatersystem.Eachsubsystemcanaccomplishthefunctionofwettingforcemeasuring,mechanicsmovingandtemperatureofsoldercontrol.Upperandlowercomputersareconnectedbydat

7、aacquisitioncardsandserialport,andfinishtheprocessofmeasuringwettingbalancecurvebyrelatedindustrialstandard.Thencharacteristicvaluesareextractedfromthecurvebyinternalalgorithmandsavedasexcelorhtmldocuments,whichcouldbestudie