DIN EN 60749-40-2012 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 40 Board level drop test method using a strain gauge (IEC 60749-40 2011) German version EN .pdf

1、Februar 2012DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 15DIN 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.ICS

2、31.080.01!$xZV“1855551www.din.deDDIN EN 60749-40Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 40: Prfverfahren zum Fall einer Leiterplatte unter Verwendung vonDehnungsmessstreifen (IEC 60749-40:2011);Deutsche Fassung EN 60749-40:2011Semiconductor devices Mechanical and climatic

3、 test methods Part 40: Board level drop test method using a strain gauge (IEC 60749-40:2011);German version EN 60749-40:2011Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 40: Mthode dessai de chute au niveau de la carte avec utilisation dune jauge decontrainte (CEI 60749

4、-40:2011);Version allemande EN 60749-40:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 23 SeitenDIN EN 60749-40:2012-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-08-17 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-02-01. Nationale

5、s Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 60749-40:2009-06. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC

6、 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (stability date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der En

7、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 Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) b

8、ezieht sich 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 die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutsc

9、hen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME

10、EUROPENNE EN 60749-40 September 2011 ICS 31.080.01 Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 40: Prfverfahren zum Fall einer Leiterplatte unter Verwendung von Dehnungsmessstreifen (IEC 60749-40:2011) Semiconductor devices Mechanical and climatic test method

11、s Part 40: Board level drop test method using a strain gauge (IEC 60749-40:2011) Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 40: Mthode dessai de chute au niveau de la carte avec utilisation dune jauge de contrainte (CEI 60749-40:2011) Diese Europische Norm wurde von

12、CENELEC am 2011-08-17 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen di

13、eser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mit

14、glied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Est

15、land, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich un

16、d Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welche

17、m Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-40:2011 DDIN EN 60749-40:2012-02 EN 60749-40:2011 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47/2094/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60749-40, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENEL

18、EC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-08-17 als EN 60749-40 angenommen. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu ide

19、ntifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2012-05-17 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezoge

20、n werden mssen (dow): 2014-08-17 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-40:2011 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. DIN EN 60749-40:2012-02 EN 60749-40:2011 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendung

21、sbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe .5 4 Prfeinrichtung .6 5 Prfanforderungen .6 5.1 Prfbauelement (Prfling) 6 5.2 Prfsubstrat6 5.3 Lotpaste7 5.4 Montageverfahren 7 5.5 Vorbehandlung (Pre-Conditioning).7 5.6 Anfangsmessungen .7 5.7 Zwischenmessungen .7 5.8 Endmessungen 7 6 Prfdurchfhru

22、ng7 6.1 Zweck des Prfverfahrens .7 6.2 Beispiel einer Fallprfeinrichtung.8 6.3 Beispiel einer Substrathalterung 8 6.4 Beispiel des Abstands zwischen den Einspannpunkten der Halterung.8 6.5 Beispiel einer Aufschlagflche .8 6.6 Dehnungsmessstreifen 8 6.7 Befestigen des Dehnungsmessstreifens9 6.8 Dehnu

23、ngsmesseinrichtung.9 6.9 Prfbedingungen10 7 bersicht wichtiger Angaben .13 Anhang A (normativ) Fallprfverfahren mit einem fallenden Gewichtsstck (Fallbolzen) 14 A.1 Prfeinrichtung .14 A.2 Prfsubstrathalterung.14 A.3 Prfbedingungen15 A.3.1 Prfanforderungen .15 A.3.2 Art der Fallbeanspruchung.15 A.3.3

24、 Fallhhe des Bolzens.15 A.3.4 Einstellen der Fallhhe des Fallbolzens 15 Anhang B (informativ) Beispiel fr das Befestigen des Dehnungsmessstreifens .17 B.1 Zweck .17 B.2 Werkzeug und Zubehr17 B.3 Positionsmarken fr Dehnungsmessstreifen .18 B.4 Befestigen des Dehnungsmessstreifens18 DIN EN 60749-40:20

25、12-02 EN 60749-40:2011 4 SeiteAnhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen . 21 Bilder Bild 1 Beispiel einer Fallprfeinrichtung und einer Substrathalterung 8 Bild 2 Befestigungsposition des Dehnungsmessstreifens 9 Bil

26、d 3 Dehnungsmesseinrichtung . 10 Bild 4 Dehnungsverlauf und elektrische Leitfhigkeit der Daisy-Chain-Schaltung. 10 Bild 5 Korrelation zwischen der Dehnung und der Anzahl bis zum Ausfall sowie der Dehnung und der Impulsdauer. 11 Bild 6 Korrelation zwischen der Impulsdauer und dem Abstand der Einspann

27、punkte. 12 Bild 7 Korrelation zwischen der Anzahl der Beanspruchungen bis zum Ausfall und dem Hchstwert der Dehnung. 12 Bild 8 Richtung der Fallbeanspruchung 13 Bild A.1 Schematische Darstellung der Prfeinrichtung. 14 Bild A.2 Verlauf der Dehnung und der elektrischen Leitfhigkeit einer Daisy-Chain-S

28、chaltung 16 Bild B.1 Werkzeug und Zubehr. 17 Bild B.2 Beispiel fr Messstreifenbefestigung und Positionsmarken-Bemaung. 18 Bild B.3 Befestigen des Dehnungsmessstreifens, Teil 1 19 Bild B.4 Befestigen des Dehnungsmessstreifens, Teil 2 20 DIN EN 60749-40:2012-02 EN 60749-40:2011 5 1 Anwendungsbereich D

29、ieser Teil der IEC 60749 dient der Bewertung und dem Vergleichen des Verhaltens bei Fallbeanspruchung eines oberflchenmontierbaren Bauelements (SMD; en: surface mounted device) bei tragbaren elektroni-schen Gerten (Handhelds) mittels beschleunigender Umgebungsprfbedingungen, wobei ber eine exzessive

30、 Durchbiegung der Leiterplatte ein Ausfall des Gertes verursacht wird. Der Zweck ist die Standar-disierung des Prfverfahrens, um eine wiederholbare Bewertung des Verhaltens bei Fallbeanspruchungen eines SMD zu ermglichen, whrend sonst ein berlagern von Ausfallarten beim Prfen auf Erzeugnisniveau zu

31、beobachten ist. Entsprechend dieser Internationalen Norm wird ein Dehnungsmessstreifen (DMS) verwendet, um Dehnung und Dehnungsgeschwindigkeit auf einer Leiterplatte in unmittelbarer Umgebung des Bauelementes zu mes-sen. Beim Prfverfahren nach IEC 60749-37 wird ein Beschleunigungsmessgert (Akzelerom

32、eter) verwen-det, um sowohl Dauer als auch Amplitude des Schockimpulses zu messen, welche proportional zur Prf-beanspruchung eines auf eine Standardleiterplatte montierten SMD sind. In der entsprechenden Detailspezi-fikation ist festzulegen, welches der beiden Prfverfahren zu verwenden ist. ANMERKUN

33、G 1 Obwohl man mit diesem Prfverfahren eine Aufbau- und Verbindungsstruktur in ihrer Kombination von Montageverfahren und dessen Bedingungen, dem Leiterplattenentwurf, dem Lot, der Montageeignung des Halbleiter-Bauelementes usw. bewerten kann, ist es nicht ausschlielich zur Bewertung des Montageverh

34、altens eines Halbleiter-Bauelementes vorgesehen. ANMERKUNG 2 Eine starke Beeinflussung des Prfergebnisses erfolgt durch Unterschiede bei den Ltbedingungen, der Gestaltung (Design) der Ltanschlussflchen (Pads/Lands) auf der Leiterplatte, dem Lot usw. Es ist notwendig, bei der Prfdurchfhrung zu beacht

35、en, dass mit diesem Prfverfahren die Zuverlssigkeit der Ltverbindungen des Halbleiter-Bauelementes an sich nicht garantiert werden kann. ANMERKUNG 3 Falls die bei diesem Prfverfahren verwendete mechanische Beanspruchung bei der tatschlichen Anwendung des Bauelementes nicht auftritt, ist diese Prfung

36、 nicht erforderlich. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlieli

37、ch aller nderungen). IEC 60749-37, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 37: Board level drop test method using an accelerometer 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Bauelement einzelne Elektronikkomponente, die auf die Oberflche m

38、ontiert wird 3.2 Fallbruchfestigkeit Festigkeit des aus einer festgelegten Hhe frei fallenden Prfsubstrats, welches in einer Einspannvorrichtung festgehalten wird, dargestellt als Anzahl der Fallzyklen, bis ein Bruch der Verbindung zwischen einem Bauelement und der Ltanschlussflche auf der Leiterpla

39、tte verursacht wird DIN EN 60749-40:2012-02 EN 60749-40:2011 6 3.3 Dehnung Dehnung der Substratoberflche Grad der beobachteten Streckung, wenn das Prfsubstrat verformt wird ANMERKUNG Die Dehnung ist eine numerische dimensionslose Kenngre 3.4 Hchstwert der Dehnung Zugzone (+) der Dehnungskurve 3.5 Im

40、pulsdauer Dauer zwischen dem Zeitpunkt, bei dem die Beschleunigung zum ersten Mal den 10 %-Wert ihres festgeleg-ten Hchstwertes erreicht, und dem Zeitpunkt, bei dem die Beschleunigung zum ersten Mal auf den 10 %-Wert ihres festgelegten Hchstwertes abgefallen ist, nachdem sie den Hchstwert erreicht h

41、atte 3.6 Detektor fr Kurzzeitunterbrechungen Einrichtung, mit der extrem kurze elektrische Unterbrechungen (Kurzzeitunterbrechungen) in einer Daisy-Chain-Schaltung festgestellt werden knnen 4 Prfeinrichtung Die Prfeinrichtung muss so gewhlt werden, dass sie den Anforderungen nach Abschnitt 6 entspri

42、cht. Alternativ kann auch das Prfverfahren nach Anhang A verwendet werden. 5 Prfanforderungen 5.1 Prfbauelement (Prfling) Falls nicht anders festgelegt, mssen Aufbau und Lay-out der Prfbauelemente so ein, dass sie ein ununter-brochenes Messen bzw. Prfen erlauben (z. B. Daisy-Chain-Schaltung). Der Sc

43、haltungsentwurf muss auf den gleichen Spezifikationen wie denen fr reale Anwendungen basieren. Die Prfbauelemente mssen entweder auf einem Daisy-Chain-Substrat des Trgerstreifens (Lead-Frame) eines oberflchenmontierbaren Bauelementes oder auf einem Trgersubstrat (Carrier) eines BGA (Ball-Grid-Array)

44、, LGA (Land-Grid-Array) oder SON (Small-Outline-no-Lead) montiert werden, bzw. es sind tatschliche Bauelemente zu verwenden. ANMERKUNG Bei der Verwendung von Daisy-Chain-Schaltungen sollte sorgfltig darauf geachtet werden, dass keine Fehler/Ausflle in der Leiterstruktur des Prfsubstrats verursacht w

45、erden. Zum Beispiel sollte die Verdrahtungsstruktur quer zum Prfsubstrat und nicht zu dessen Lngsrichtung aufgebracht werden. 5.2 Prfsubstrat Die Prparation des Prfsubstrats muss der relevanten Spezifikation entsprechen, dabei sollte vorzugsweise ein Substrat mit dem gleichen Aufbau wie bei einem ta

46、tschlichen Bauelement der Elektronik verwendet werden. Falls nicht anders festgelegt, wird fr ein BGA ein Ltmasken-definiertes (SMD; solder mask defined) Ltpad und fr ein QFP (Quad-Flat-Package) ein nicht Ltmasken-definiertes (NSMD; non solder mask defined) Ltpad empfohlen. Bei BGAs wird empfohlen,

47、die Padgre des Prfsubstrats der Padgre des Gehuses anzupassen. DIN EN 60749-40:2012-02 EN 60749-40:2011 7 5.3 Lotpaste Die Lotpaste muss entsprechend der betreffenden Spezifikation vorbereitet werden. 5.4 Montageverfahren Das Montageverfahren muss entsprechend der betreffenden Spezifikation vorberei

48、tet werden. Allerdings muss ein Prfling in jedem Fall in der Mitte des Prfsubstrats montiert werden. 5.5 Vorbehandlung (Pre-Conditioning) Falls in der relevanten Spezifikation festgelegt, ist vor der Fallbeanspruchung der Leiterplatte (Board-Level) eine Beanspruchung mit Feuchte (Moisture-Soaking) u

49、nd Ltwrme durchzufhren. 5.6 Anfangsmessungen Die Anfangsmessung muss entsprechend der betreffenden Spezifikation durchgefhrt werden. 5.7 Zwischenmessungen Die Zwischenmessung muss entsprechend der betreffenden Spezifikation durchgefhrt werden. ANMERKUNG Beim Ermitteln eines Ausfalls nach der Fallbeanspruchung kann ein Ausfall