DIN EN 60749-11-2003 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 11 Rapid change of temperature Two-fluid-bath method (IEC 60749-11 2002) German version EN .pdf

1、DEUTSCHE NORM April 2003HalbleiterbauelementeMechanische und klimatische PrfverfahrenTeil 11: Rascher Temperaturwechsel Zweibderverfahren(IEC 60749-11:2002 + Corr. 1:2003) Deutsche Fassung EN 60749-11:2002EN 60749-11ICS 31.080.01 Teilweiser Ersatz frDIN EN 60749:2002-09Siehe Beginn der GltigkeitSemi

2、conductor devicesMechanical and climatic test methodsPart 11: Rapid change of temperature Two-fluid-bath method(IEC 60749-11:2002 + Corr. 1:2003);German version EN 60749-11:2002Dispositifs semiconducteursMthodes dessais mcaniques et climatiquesPartie 11: Variations rapides de temprature Mthode des d

3、eux bains(CEI 60749-11:2002 + Corr. 1:2003);Version allemande EN 60749-11:2002Die Europische Norm EN 60749-11:2002 hat den Status einer Deutschen Norm.Beginn der GltigkeitDie EN 60749-11 wurde am 2002-07-02 angenommen.Daneben drfen die Festlegungen von Kapitel 3, Abschnitt 1.2 der DIN EN 60749:2002-

4、09 noch bis2005-07-01 angewendet werden.Nationales VorwortFr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente der DKEDeutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor

5、 devices erarbeitet. Sie geht aufeinen Beschluss des TC 47 zurck, die in IEC 60749 enthaltenen Prfverfahren in getrennten Teilen zuverffentlichen.Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zum Jahr 2012 unverndertbleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der En

6、tscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabedes Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bez

7、iehtsich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm.Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf diein Bezug genommene Ausgabe der Norm.Fortsetzung Seite 2und 8 Seiten ENDKE Deutsche Kommission Elektrotechnik

8、Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise,nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinRef. Nr. DIN EN 60749

9、-11:2003-04Preisgr. 08 Vertr.-Nr. 2508DIN EN 60749-11:2003-042Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit einZusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel:IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische

10、Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.IEC hat 1997 die Benummerung der IEC-Publikationen gendert. Zu den bisher verwendeten Normnummernwird jeweils 60000 addiert. So ist zum Beispiel aus IEC 68 nun IEC 60068 geworden.nderungenGegenber DIN EN 60749:2002-

11、09 wurden folgende nderungen vorgenommen: vollstndige Neufassung der in DIN EN 60749, Kapitel 3, Abschnitt 1.2, enthaltenen Prfung.Frhere AusgabenDIN 41794-1:1972-06DIN IEC 60749:1987-09DIN EN 60749:2000-02, 2001-09, 2002-09EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 60749-11August 2002ICS 31.

12、080.01 Ersatz fr EN 60749:1999 + A1:2000 + A2:2001 (teilweise) Deutsche FassungHalbleiterbauelementeMechanische und klimatische PrfverfahrenTeil 11: Rascher Temperaturwechsel Zweibderverfahren(IEC 60749-11:2002 + Corr. 1:2003)Semiconductor devicesMechanical and climatic test methodsPart 11: Rapid ch

13、ange of temperature Two-fluid-bath method(IEC 60749-11:2002 + Corr. 1:2003)Dispositifs semiconducteursMthodes dessais mcaniqueset climatiquesPartie 11: Variations rapidesde temprature Mthode des deux bains(CEI 60749-11:2002 + Corr. 1:2003)Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2002-07-02 angenom

14、men. DieCENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zuerfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser EuropischenNorm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist.Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren

15、biblio-graphischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mit-glied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch,Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung du

16、rch bersetzung in seine Landessprache ge-macht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wiedie offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien,Dnemark, Deutschland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Islan

17、d, Italien,Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden,der Schweiz, der Slowakei, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn und demVereinigten Knigreich.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committee for Electrotechnical StandardizationCom

18、it Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2002 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 60749-11:2002 DEN 60749-11:20022VorwortDer Text

19、 des Schriftstcks 47/1605/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60749-11, ausgearbeitet von demIEC TC 47 Semiconductor devices, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und vonCENELEC am 2002-07-02 als EN 60749-11 angenommen.Dieses mechanische und klimatische Prfverfahren ist, soweit es

20、sich auf den raschen Temperaturwechselund das Zweibderverfahren bezieht, eine vollstndige Neufassung der in EN 60749:1999, Kapitel 3, Ab-schnitt 1.2, enthaltenen Prfung.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen nat

21、ionalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2003-04-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2005-07-01Anhnge, die als normativ bezeichnet sind, gehren zum Norm-Inhalt.In dieser Norm ist Anhang ZA normativ.Der Anhang ZA

22、wurde von CENELEC hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 60749-11:2002 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderungals Europische Norm angenommen.EN 60749-11:20023EinleitungDiese Prfung wird durchgefhrt, um die Bestndigkeit eines Bauelements gegen pltzliches Einwirken so-wo

23、hl von extremen oder raschen Temperaturwechseln als auch den Effekt von abwechselnden Einwirkungendieser Extrembedingungen zu bestimmen. Diese Prfbeanspruchung verursacht mglicherweise nicht diesel-ben Ausfallmechanismen wie das Einwirken von Lufttemperaturwechseln.EN 60749-11:200241 Anwendungsberei

24、chIn diesem Teil der IEC 60749 ist das Prfverfahren mit raschen Temperaturwechseln und speziell das Zwei-bderverfahren festgelegt. Wenn beide Prfverfahren als Teil einer Bauelementequalifikation durchgefhrtwerden, haben die Prfergebnisse der Lufttemperaturwechsel Vorrang gegenber diesem Zweibderver-

25、fahren. Dieses Prfverfahren darf auch unter Anwendung von weniger Zyklen (z. B. 5 bis 10 Zyklen) benutztwerden, um die Auswirkung des Eintauchens in erwrmte Flssigkeiten zu prfen, die zur Reinigung vonBauelementen verwendet werden.Dieses Prfverfahren ist fr alle Halbleiterbauelemente anwendbar. Fall

26、s in der betreffenden Spezifikationnicht anders angegeben, wird es als zerstrend angesehen.Dieses Prfverfahren mit raschen Temperaturwechseln und speziell dem Zweibderverfahren entspricht imAllgemeinen IEC 60068-2-14; allerdings sind, bedingt durch die besonderen Anforderungen an Halbleiterbau-eleme

27、nte, die Abschnitte der vorliegenden Norm anzuwenden.2 Normative VerweisungenDie nachfolgend aufgefhrten Dokumente sind fr die Anwendung dieser Norm unbedingt erforderlich. Beidatierten Verweisungen gilt nur die zitierte Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabedes zitierten Doku

28、mentes (einschlielich aller nderungen).IEC 60749-3, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 3: External visualmethodsIEC 60068-2-14: 1984, Environmental testing Part 2: Tests Test N: Change of temperature3 BegriffeFr die Anwendung dieses Teils der IEC 60749 gelten die folgend

29、en Begriffe.3.1Gesamtprflast (Prfraumbelastung)Prflast, bestehend aus den zu prfenden Bauelementen und den Befestigungsvorrichtungen, die diese Prf-linge whrend der Beanspruchung haltenANMERKUNG Die hchste Gesamtprflast ist die grte Masse sowohl von den Prflingen als auch den Befestigungs-vorrichtun

30、gen, die im Arbeitsbereich des Bades unter Aufrechterhaltung der festgelegten Temperatur und Zeit angeordnetwerden knnen.3.2berwachungssensorTemperatursensor, der so angeordnet und kalibriert wird, um dieselbe Temperatur anzuzeigen, wie sie beider ungnstigsten Prflingsanordnung istANMERKUNG Die Anze

31、ige fr die ungnstigste Prflingsanordnung ist whrend der periodischen Charakterisierungder ungnstigsten Belastungstemperatur zu erkennen.3.3ungnstigste BelastungstemperaturTemperatur eines festgelegten Prflings, die von einem Thermoelement angezeigt wird, das im Bauele-mentekrper eingebettet und in d

32、er Mitte der Gesamtprflast angeordnet ist3.4Prflingzu prfendes Bauelement oder einzelnes TeilEN 60749-11:200253.5berfhrungsdauerZeit, die von der Entnahme der Gesamtprflast aus dem einen Bad bis zum Einbringen in das andere Badgemessen wird3.6hchste Belastunggrte Gesamtprflast, fr welche die ungnsti

33、gste Belastungstemperatur die zeitlichen Anforderungen erfllt(siehe 5.1)3.7VerweildauerGesamtdauer, whrend der die Gesamtprflast im Bad eingetaucht ist4 PrfeinrichtungDas verwendete Bad hat (die verwendeten Bder haben) die festgelegten Temperaturen im (in den) Arbeits-bereich(en) zu realisieren und

34、regeln zu knnen, wenn das Bad mit der hchsten Belastung beanspruchtwird. Die Wrmekapazitt und Flssigkeitsumwlzung haben es fr den Arbeitsbereich und die Gesamtprf-last zu ermglichen, die festgelegten Bedingungen und Zeitablufe zu erfllen (siehe 5.1). Die ungnstigsteBelastungstemperatur ist whrend de

35、r Prfung stndig durch Anzeigeelemente oder Aufzeichnungsgerte,die die Messwerte der berwachungssensoren abfragen, zu berwachen. Die ungnstigste Belastungstem-peratur unter den hchsten Belastungsbedingungen und der maximalen Konfiguration ist bei Bedarf zur Vali-dierung des Betriebsverhaltens des Bad

36、es nachzuweisen. Fr die Bedingungen B, C und D sind Perfluor-kohlenwasserstoffe zu verwenden, die die Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften nachTabelle 2 erfllen.5PrfablaufDie Prflinge sind im Bad in einer solchen Position anzuordnen, dass die Flssigkeit ber sie und um sieherum im Wesent

37、lichen ungehindert flieen kann. Die Gesamtprflast ist dann fr eine Dauer von 15 Zyklen(zur Nachbildung einer Reinigung sind 10 Zyklen anzuwenden) der Bedingung C oder, wie anderweitig inTabelle 1 festgelegt, zu beanspruchen. Die vollstndige Durchfhrung der fr die Prfung festgelegten Ge-samtanzahl vo

38、n Temperaturwechseln darf fr das Be- und Entladen von Bauelementelosen oder aufgrundeines Stromversorgungs- oder Gerteausfalls unterbrochen werden. Falls jedoch die Anzahl der Unter-brechungen fr eine gegebene Prfung 10 % der festgelegten Zyklenanzahl berschreitet, ist die Prfung vonAnfang an neu zu

39、 beginnen.5.1 Zeitablauf (Timing)Die Gesamtberfhrungsdauer von warm nach kalt oder von kalt nach warm darf 10 s nicht berschreiten.Die Gesamtprflast darf berfhrt werden, wenn die ungnstigste Belastungstemperatur sich innerhalb der inTabelle 1 festgelegten Grenzen befindet. Die Verweildauer darf jedo

40、ch nicht kleiner als 2 min sein, und dieGesamtprflast hat die festgelegte Temperatur innerhalb von 5 min zu erreichen.EN 60749-11:20026Tabelle 1 Wrmeschock-Temperaturgrenzabweichungen und empfohlene Flssigkeiten 1)AB CDPrfbeanspruchungenTemperaturCTemperaturCTemperaturCTemperaturCTemperatur-grenzabw

41、eichung85100+100102+125100+150100+Schritt 1Empfohlene Flssigkeit Perfluorkohlen-wasserstoff 2), 3)Perfluorkohlen-wasserstoff 3)Perfluorkohlen-wasserstoff 3)Perfluorkohlen-wasserstoff 3)Temperatur-grenzabweichung 400100210+55010 65010Schritt 2Empfohlene Flssigkeit Perfluorkohlen-wasserstoff 3)Perfluo

42、rkohlen-wasserstoff 3)Perfluorkohlen-wasserstoff 3)Perfluorkohlen-wasserstoff 3)1)Ethylenglykol darf als Wrmeschock-Prfflssigkeit nicht verwendet werden.2)Fr diesen Temperaturbereich wird Wasser als annehmbare Flssigkeit empfohlen.3)Perfluorkohlenwasserstoff enthlt weder Chlor noch Wasserstoff.ANMER

43、KUNG Vor Durchfhrung der Prfung sollte die chemische Bestndigkeit des Bauelements gegen dieseWrmeschockflssigkeiten festgestellt werden.5.2 MessungenWie in der entsprechenden Detailspezifikation festgelegt, sind die uere Sichtprfung und elektrischePrfungen, die aus Kennwerte- und Funktionsprfungen b

44、estehen, sowie bei hermetisch verkappten Bau-elementen Dichtheitsprfungen durchzufhren.5.3 Fehlerkriterien (Beurteilungskriterien)Nach Beendigung der Prfbeanspruchung ist ein Bauelement als fehlerhaft zu betrachten, wenn bei herme-tisch verkapptem Bauelement dessen Dichtheit nicht nachgewiesen werde

45、n kann, wenn Prfgrenzwerteelektrischer Kenngren berschritten werden oder wenn die Funktionsfhigkeit des Bauelements unterbestimmungsgemen und ungnstigsten Bedingungen, die in der entsprechenden Detailspezifikationfestgelegt sind, nicht nachgewiesen werden kann. Mechanische Beschdigungen, wie z. B. C

46、racks (Risse),Absplitterungen oder Brche des Gehuses (wie in IEC 60749-3 festgelegt) sind ebenfalls als Fehler zubetrachten, vorausgesetzt, dass die Beschdigung nicht durch die Befestigung oder Handhabung verursachtwurde.EN 60749-11:20027Tabelle 2 Anforderungen an die physikalischen Eigenschaften vo

47、nPerfluorkohlenwasserstoff-Flssigkeiten 1)Prfbeanspruchung (Schrfegrad) B C DSiedepunkt (C) 100 125 150Dichte bei 25 C (g/cm3),6elektr. Spannungsfestigkeit (V/mm) 12 000Rckstnde ( 106) 1,6elektr. Spannungsfestigkeit (V/mm) 12 000Rckstande ( 106) 50Schritt 2Aussehen Klare, farblose Flssigkeit1)Der ve

48、rwendete Perfluorkohlenwasserstoff muss eine Viskositt haben, die kleiner odergleich der vom Hersteller der Wrmeschockeinrichtung empfohlenen Viskositt bei der nied-rigsten Temperatur ist.6 bersicht der wichtigen AngabenDie nachfolgenden Angaben sind in der entsprechenden Detailspezifikation festzulegen.a) Spezielle Montage, falls anwendbar.b) Extremwerte der Temperatur (siehe Tabelle 1), Anzahl der Zyklen oder besondere Bauelementanfor-derungen (siehe Abschnitt 5).c) Intervalle der Zwischenmessungen, wenn gefordert (siehe 5.2).d) Elektrische Prfungen (siehe 5.2).e) Spezielle Annah