LT-W100 可焊性测试仪(润湿平衡法)

产品详情

1  产品概述

LT-W100 可焊性测试仪是广州领达科技有限公司(LeadTest)推出的基于润湿平衡法(Wetting Balance Method)原理的全自动化测试设备,专为电子元器件及 PCB 板的可焊性质量评估而设计。设备覆盖从助焊剂涂布、预热、浸入测试到数据分析的全流程自动化操作,最大程度消除人为因素对测试结果的影响,确保数据的一致性与可复现性。

核心测试原理

润湿平衡法通过高精度力传感器实时测量样品浸入熔融焊料过程中受到的润湿力变化。当样品浸入焊料时,焊料对样品表面产生润湿作用,形成向上的弯月面力;随着润湿的进行,力值从负向(排斥)转为正向(吸引),最终达到平衡。通过分析力-时间曲线,可定量评价样品的可焊性,包括润湿开始时间(t₀)、最大润湿力(Fmax)、润湿速度等关键指标。

适用范围

● 电子元器件:芯片电阻、电容、电感、连接器、IC 引脚等;

● PCB 板:焊盘可焊性、通孔可焊性、表面处理质量评估;

● 微小元器件:可选配焊锡小球法(微小润湿平衡法),支持 01005、0201 等超小尺寸元器件;

● 特殊环境:可选配氮气保护测试,氧气浓度 ≤ 500 ppm。

符合标准

设备依据 IPC/EIA/JEDEC J-STD-002E《半导体引脚、连线及焊端的润湿性试验》的测试方法及要求设计。

2  系统总体架构

2.1  整体结构布局

采用立式一体化结构设计,以高刚性碳钢框架为机身主体,伺服电机通过精密滚珠丝杠驱动 Z 轴(浸入/退出方向)与 X 轴(工位切换方向)运动,测试样品夹具安装于 Z 轴末端,下方依次布置助焊剂槽、助焊剂擦除装置及钛合金锡炉。整机布局紧凑,操作便利。

2.2  核心硬件组成

系统硬件由五大核心子系统构成,各子系统协同工作,实现高精度、高重复性的自动化润湿测试:

● 运动控制系统 — 伺服电机 + 精密滚珠丝杠;

● 力值采样系统 — 高精度电磁天平(EBS);

● 测试执行装置 — 钛合金锡炉;

● 温度控制系统 — 欧姆龙 E5CC 温控仪表;

● 控制与 HMI 平台 — 松下 FPXH PLC + 7 寸触摸屏工控机。

3  硬件系统详述

3.1  运动控制系统 — 伺服电机 + 精密滚珠丝杠

运动系统是实现高精度润湿测试的机械基础。本设备采用伺服电机驱动精密滚珠丝杠的传动方案,具有定位精度高、速度可控、运行平稳等优势。

项目

规格参数

驱动方式

交流伺服电机 + 精密滚珠丝杠

运动轴数

X 轴(工位切换)+ Z 轴(浸入/退出),双轴联动

Z 轴行程

≥ 100 mm(浸入深度 0.01 ~ 20.00 mm)

X 轴行程

≥ 200 mm(覆盖助焊 / 擦除 / 锡炉三工位)

位置精度

± 0.01 mm(步进分辨率 0.01 mm)

速度范围

0.1 ~ 30 mm/s(可编程设定)

速度精度

± 0.1 mm/s

原点回归

光电传感器 + 限位开关,自动回零

限位保护

X / Z 双轴硬件限位 + 软件限位

3.2  力值采样系统 — 高精度电磁天平

力值采样采用电磁力平衡传感器(Electromagnetic Balance Sensor, EBS),其原理是通过电磁线圈产生反向力矩来平衡被测力,以电流值精确换算力值。相较于应变片式传感器,EBS 具有零漂小、分辨率高、抗振动干扰能力强等显著优势,是润湿平衡法测试的核心计量部件。

项目

规格参数

传感器型号

电磁力平衡传感器(EBS)

工作原理

电磁力平衡法(EBS)

测定范围

-30 mN ~ +30 mN

测定精度

± 0.05 mN

分辨率

0.01 mN

通讯接口

Modbus RTU

采样频率

可配置

校准方式

标准砝码自动校准

3.3  测试执行装置 — 钛合金锡炉

锡炉是润湿测试的直接执行部件,需要在高温下长期稳定运行。本设备采用钛合金材质焊料槽,配合助焊剂涂布与阻焊剂擦除工位,实现测试全过程的工位自动切换。

项目

规格参数

锡炉材质

钛合金(耐高温、抗焊料腐蚀)

焊锡温度范围

常温 ~ 400 ℃

温度控制精度

± 2 ℃(PID 自整定)

焊料容量

标准 500 g,(直径50mm,深度70mm)(可定制)

助焊剂工位

独立助焊剂槽,深度 / 时间可编程

擦除工位

阻焊剂擦除装置,去除多余助焊剂

工作模式

标准润湿法

工位切换

X 轴伺服自动定位,重复定位精度 ± 0.01 mm

3.4  温度控制系统 

温度是影响润湿测试结果的关键变量之一。本设备采用日本欧姆龙(OMRON)的数字温控仪,通过 PID 自整定算法实现锡炉温度的高精度控制,并以 Modbus RTU 数字通讯方式与上位机实时交换温度数据,替代传统模拟量采集方案,抗干扰能力强,数据可靠性高。

项目

规格参数

温控仪表

欧姆龙数字温控仪(日本进口)

测温范围

常温 ~ 450 ℃

控温精度

± 1 ℃

控制算法

PID 自整定 + 手动微调

温度传感器

K 型热电偶

通讯接口

Modbus RTU

数据交互

上位机实时读取 PV(当前值)/ 写入 SP(设定值)

安全保护

超温报警、加热器断路检测

4  软件系统

4.1  人机界面概述

上位机软件采用 C# WPF / .NET 8.0 框架开发,运行于 7 寸 Windows 触摸屏工控机上。界面针对触摸操作进行了专项优化,具备大字体显示、大按钮布局、数字键盘自动弹出等特性,确保操作人员可方便地在生产现场完成参数设定与测试执行。

软件主要功能模块:

● 参数设置:浸入速度 / 深度 / 时间、退出速度 / 位置、触发力值、预热温度 / 时间、焊料类型等全部配方参数一键配置;

● 测试运行:ScottPlot 实时润湿力-时间曲线显示,力值 / 温度 / 位置多参数同步监视;

● IO 监视:PLC X/Y 输入输出状态实时监控,伺服当前位置与状态显示;

● 数据管理:测试数据自动存储、历史曲线回放、多次测定力值曲线重合对比。

4.2  参数设置页面

参数设置页面集中管理所有配方参数,涵盖运动控制参数、温度设定、焊料类型选择、助焊剂与擦除工艺参数。界面设计直观,各参数按功能分区排列,支持配方保存与一键调用。

image.png 

图 4-1  参数设置页面示意图

4.3  测试运行页面

测试运行页面为操作员提供测试全过程的实时可视化监控:力值-时间曲线(ScottPlot 实时渲染)直观显示润湿过程,支持缩放与拖拽;温度监视实时显示锡炉当前温度与设定温度;测试阶段指示(回零 → 预热 → 助焊 → 擦除 → 快速定位 → 润湿测试 → 完成)状态清晰可见;支持多次测定力值曲线叠加对比;测试结果自动判读 t₀(润湿开始时间)、Fmax(最大润湿力)、润湿速率等关键指标。

image.png 

 图 4-2  测试运行页面示意图

4.3  测试报告页面

image.png 

 图 4-2  测试报告示意图

 

5  技术参数汇总

5.1  综合技术指标

项目

规格参数

测试原理

润湿平衡法(Wetting Balance Method)

力传感器类型

电磁力平衡传感器(EBS)

力值测定范围

-30 mN ~ +30 mN

力值测定精度

± 0.05 mN

力值分辨率

0.01 mN

温度传感器类型

K 型热电偶 + 欧姆龙 E5CC 温控仪

温度测定范围

常温 ~ 450 ℃

温度控制精度

± 2 ℃

锡炉工作温度

常温 ~ 400 ℃

浸入时间范围

1 ~ 200 s

浸入深度范围

0.01 ~ 20.00 mm(步进 0.01 mm)

浸润速度范围

0.1 ~ 30 mm/s

运动控制

伺服电机 + 精密滚珠丝杠,X / Z 双轴

控制平台

松下 FPXH PLC + 7 寸触摸屏 Windows 工控机

数据传输

USB

电源

AC 220V,50/60Hz

6  随机附件

序号

名称

数量

1

LT-W100 主机

1 台

2

钛合金锡炉(含焊料槽)

1 套

3

助焊剂槽 + 阻焊剂擦除装置

1 套

4

测试夹具(样品夹具)

1 套

5

标准校准砝码

1 套

6

产品使用说明书

1 份

7

产品合格证

1 份

7  应用领域

LT-W100 适用于各类电子元器件及 PCB 板的可焊性量化评价,典型应用包括:

● 电子元器件制造:芯片电阻、电容、电感、连接器、IC 引脚可焊性评价;

● PCB / PCBA:焊盘、通孔、表面处理(ENIG、HASL、OSP 等)可焊性验证;

● 军工与航空航天:高可靠性器件的可焊性型式试验与出厂质检;

● 汽车电子:符合 AEC-Q 系列等可靠性要求的焊端可焊性测试;

● 第三方检测与科研院所:润湿性量化分析、新材料与新工艺研发验证。

8  关于广州领达科技有限公司

广州领达科技有限公司(LeadTest)创立于 2019 年,是一家以电子元器件测试系统为基础产品,为多行业提供定制化测试解决方案的综合性测试仪器装备公司。公司聚焦客户需求,以“创新测试技术,成就产品质量升级”为使命,通过先进、可靠的测试仪器装备,帮助客户实现产品性能验证及质量升级。

9  联系方式

● 公司名称:广州领达科技有限公司(Guangzhou LeadTest Technology Co., Ltd.)

● 公司地址:广州市天河区柯木塱南路 22 号智派云巢 4 栋 303 室

● 联系人:

        冯经理13825062139

        林经理18922452728

   


广州领达科技有限公司

——电子元器件可焊性及可靠性测试解决方案供应商