润湿平衡仪的研究与开发

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。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 焊料的润湿性研究
• 1.2 润湿性测量方法
• 1.3 课题任务与目标
• 2 润湿平衡仪的方案设计
• 2.1 国内外现有润湿性测试仪
• 2.2 可焊性测试仪的系统组成
• 2.3 本章小结
• 3 测力系统
• 3.1 测力系统的原理和组成
• 3.2 位移传感器的原理与选定
• 3.3 天平机构的设计
• 3.4 电磁线圈的原理与设计
• 3.5 放大电路的设计
• 3.6 电磁线圈控制程序
• 3.7 本章小结
• 4 升降机构与温控系统
• 4.1 升降机构的设计
• 4.2 温控系统的设计
• 4.3 本章小结
• 5 集成控制与数据处理
• 5.1 润湿平衡仪的集成控制
• 5.2 润湿曲线的数据处理
• 5.3 本章小结
• 6 结构设计与外观设计
• 6.1 润湿平衡仪的结构设计
• 6.2 润湿平衡仪的外观设计
• 6.3 本章小结
• 7 工作总结与改进建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录