DIN EN 62137-1-2-2008 Surface mounting technology - Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint - Part 1-2 Shear strength test (IEC 62137-1-2 2007) Germ.pdf

1、Februar 2008DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN 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 31

2、.020!$K.R“1401147www.din.deDDIN EN 62137-1-2Oberflchenmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung derHaltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-2: Scherfestigkeitsprfung (IEC 62137-1-2:2007);Deutsche Fassung EN 62137-1-2:2007Surface mounting technology Environment

3、al and endurance test methods for surface mount solder joint Part 1-2: Shear strength test (IEC 62137-1-2:2007);German version EN 62137-1-2:2007Technique du montage en surface Mthodes dessai denvironnement et dendurance des joints de soudure pour montage ensurfac Partie 1-2: Essai de rsistance au ci

4、saillement (CEI 62137-1-2:2007);Version allemande EN 62137-1-2:2007Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 19 SeitenDIN EN 62137-1-2:2008-02 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2007-08-01 angenommene EN 62137-1-2 gilt als DIN-Norm ab 2008-02-01.

5、Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 62137-1-2:2005-10. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthal

6、tene IEC-Publikation wurde vom TC 91 Electronics assembly technology“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeb

7、en ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung 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 e

8、ine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht 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 Zusammenhan

9、g der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen 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 a

10、ufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62137-1-2 August 2007 ICS 31.190 Deutsche Fassung Oberflchenmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung der Haltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-2: Scherfestigkeitsprfung (IEC 62137-1-2:2007) S

11、urface mounting technology Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint Part 1-2: Shear strength test (IEC 62137-1-2:2007) Technique du montage en surface Mthodes dessai denvironnement et dendurance des joints de soudure pour montage en surfac Partie 1-2: Essai de rsistanc

12、e au cisaillement (CEI 62137-1-2:2007) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2007-08-01 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 na

13、tionalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser 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, Franzs

14、isch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied 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 elektr

15、otechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der

16、 Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2007 CENELEC A

17、lle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62137-1-2:2007 DDIN EN 62137-1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 91/683/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62137-1-2, ausgearbe

18、itet von dem IEC TC 91 Electronics assembly technology“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2007-08-01 als EN 62137-1-2 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen

19、 nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2008-05-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2010-08-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62137-1-

20、2:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 60068-2-21 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-21:2006 (nicht modifiziert). DIN EN 62137-

21、1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 3 Inhalt Seite Vorwort .2 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe .5 4 Allgemeine Bemerkungen 6 5 Prfeinrichtung und -werkstoffe .6 5.1 Einrichtung fr den Scherversuch6 5.2 Stovorrichtung7 5.3 Lichtmikroskop .7 5.4 Rasterelektronenmikroskop (REM)7 5

22、.5 Aufschmelz-Ltofen .7 5.6 Prfsubstrat7 5.7 Lotlegierung8 5.8 Lotpaste8 6 Montageverfahren 8 7 Prfbedingungen9 7.1 Prfung: Schneller Temperaturwechsel.9 7.2 Scherfestigkeitsprfung9 8 Prfablauf.9 8.1 Reihenfolge der Prfungen 9 8.2 Vorbehandlung.9 8.3 Anfangsmessung der Scherfestigkeit.9 8.4 Schnelle

23、r Temperaturwechsel9 8.5 Erholungsphase .10 8.6 Zwischen-/Abschlussmessung der Scherfestigkeit10 9 Pflichtangaben im Prfbericht 10 10 Pflichtangaben in der Produktspezifikation 10 Anhang A (normativ) Scherfestigkeitsprfung Einzelheiten .14 A.1 Zweck .14 A.2 Prfverfahren14 A.2.1 Vorbehandlung.14 A.2.

24、2 Befestigen der Prf-Leiterplatte .14 A.2.3 Anlegen der Scherkraft 14 Literaturhinweise 16 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen17 DIN EN 62137-1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 4 Seite Bilder Bild 1 Bei der Scherf

25、estigkeitsprfung zu bewertender Bereich. 6 Bild 2 Typischer Verlauf des Aufschmelz-Ltens 8 Bild 3 Prfablauf 9 Bild 4 Ausfallarten bei der Scherfestigkeitsprfung (fnfseitige Elektroden) 11 Bild 5 Ausfallarten bei der Scherfestigkeitsprfung (zweiseitige Elektroden). 12 Bild 6 Ausfallarten bei der Sche

26、rfestigkeitsprfung (Schalter) 13 Bild A.1 Befestigung des Substrats fr die Scherfestigkeitsprfung. 15 Bild A.2 Lage der Stovorrichtung (Bauteile ohne herausgefhrte Anschlsse) 15 DIN EN 62137-1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 5 1 Anwendungsbereich Das in diesem Teil von IEC 62137 beschriebene Prfverfahre

27、n gilt fr oberflchenmontierbare Bauteile ohne herausgefhrte Anschlsse und fr oberflchenmontierbare Steckverbinder, fr die die Zugprfung nicht anwendbar ist. Es gilt nicht fr vielpolige Bauteile und s-frmige Anschlusszuleitungen. Das Verfahren wurde entwickelt, um die Haltbarkeit der Ltverbindung zwi

28、schen den Bauteilanschlssen und Anschlussflchen eines Trgerwerkstoffes (Substrates) mit Hilfe einer mechanischen Scherbeanspruchung zu messen und zu bewerten. Diese Prfung ist fr die Bewertung der Auswirkungen von mehrmaligem Temperaturwechsel auf die Festigkeit der Ltverbindungen zwischen Anschluss

29、punkten und Anschluss-flchen auf einem Substrat geeignet. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Ver-weisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in B

30、ezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60068-1, Environmental testing Part 1: General and guidance IEC 60068-2-14, Environmental testing Part 2: Tests Test N: Change of temperature IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly Terms and Definitions IEC 61188-5-2,

31、Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5-2: Attachment (land/joint) considerations Discrete components IEC 61188-5-5, Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5-5: Attachment (land/joint) considerations Components with gull-wing leads on four sides1)IE

32、C 61190-1-2, Attachment materials for electronic assembly Part 1-2: Requirements for solder pastes for high-quality interconnections in electronics assembly IEC 61190-1-3, Attachment materials for electronic assembly Part 1-3: Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed

33、 solid solders for electronics soldering applications IEC 61249-2-7, Materials for printed boards and other interconnecting structures Part 2-7: Reinforced base materials clad and unclad Epoxide woven E-glass laminated sheet of defined flammability (vertical burning test), copper-clad IEC 61760-1, S

34、urface mounting technology Standard method for the specification of surface mounting components (SMDs) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. ANMERKUNG Die in dieser Norm verwendeten Schlsselbegriffe wurden grtenteils IEC 60068-1 und IEC 60194 entnommen. 3.1 Sche

35、rfestigkeit Hchstkraft, die parallel zum Substrat und senkrecht zur Mantelflche des Prflings eingeleitet wird und bei der die Verbindung eines auf der Leiterplatte montierten oberflchenmontierbaren Bauteils (SMD) unter-brochen wird 1)In Vorbereitung. DIN EN 62137-1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 6 3.2

36、Vorschubgeschwindigkeit Geschwindigkeit der Stovorrichtung, die fr den Bruch der Verbindungsstelle zur Anwendung kommt 3.3 Scherhhe der Abstand zwischen der untersten Flche der Stovorrichtung und der Oberflche des Substrats 4 Allgemeine Bemerkungen Hinsichtlich der unterschiedlichen Zusammensetzung

37、der Lote unterscheiden sich die mechanischen Eigen-schaften der Verbindung zwischen einem Anschlusspunkt und einer Anschlussflche auf einer Leiterplatte, fr die ein bleifreies Lot verwendet wird, von denen der Verbindung, fr die ein Weichlot verwendet wird. Deshalb ist es wichtig, die mechanischen E

38、igenschaften von Ltverbindungen, fr die unterschiedliche Lot-legierungen verwendet werden, vor und nach Temperaturwechsel-Beanspruchungen zu prfen. In diesem Prfverfahren werden die Prflinge mittels Aufschmelz-Lten auf einem Substrat befestigt. Die Stabilitt der Ltverbindungen wird bewertet, indem d

39、ie elektronischen Bauteile einem schnellen Temperatur-wechsel ausgesetzt werden und die Ltverbindung einer Scherbeanspruchung ausgesetzt wird. ANMERKUNG 1 Die bei dieser Prfung auftretenden Beanspruchungstemperaturen knnen den Bemessungstempera-turbereich bestimmter elektronischer Bauteile bersteige

40、n. ANMERKUNG 2 Diese Prfung dient jedoch nicht dazu, die Festigkeit der elektronischen Bauteile selbst zu messen. Das Prfverfahren fr die Bewertung der Robustheit der Verbindungsstelle zu einer Leiterplatte ist in IEC 60068-2-21 beschrieben. Der Bereich der zu bewertenden Verbindungsstelle ist in Bi

41、ld 1 dargestellt. Diese Scherfestigkeitsprfung ist fr die meisten oberflchenmontierbaren Bauteile ohne herausgefhrte Anschlsse anwendbar, ausgenom-men vielpolige Bauteile ohne herausgefhrte Anschlsse (QFN, LGA usw.) und Bauteile mit s-frmiger Anschlusszuleitung, fr die eine Abziehfestigkeitsprfung a

42、nzuwenden ist. Bild 1 Bei der Scherfestigkeitsprfung zu bewertender Bereich 5 Prfeinrichtung und -werkstoffe 5.1 Einrichtung fr den Scherversuch Sofern nicht anders festgelegt, muss fr den Scherversuch eine Einrichtung mit den folgenden Merkmalen verwendet werden. Die Einrichtung fr die Scherfestigk

43、eitsprfung muss einen Mechanismus zum Befestigen eines Substrats mit einem darauf montierten elektronischen Bauteil besitzen. Die Einrichtung muss auf die Ltverbindung des Anschlusses eines elektronischen Bauteils eine Scherkraft ausben knnen, die grer als die mechanische Festigkeit der Verbindung i

44、st, damit die Verbindung zerbrochen werden kann. Die Einrichtung muss die DIN EN 62137-1-2:2008-02 EN 62137-1-2:2007 7 Scherkraft messen knnen. Es sollte insbesondere der Abstand zwischen dem die Scherkraft ausbenden Werkzeug und der Substratoberflche genau berprft werden. 5.2 Stovorrichtung Sofern

45、nichts anderes festgelegt ist, muss die Stovorrichtung die folgenden Eigenschaften aufweisen: Die Seitenflche der Stovorrichtung, die eine Kraft auf die Seitenflche eines Prflings ausben soll, muss eben sein. Die Vorrichtung muss hher sein als der Prfling und die Spannweite der Haltevorrichtung muss

46、 gleich oder grer als die Breite des Prflings sein, auf den eine Scherkraft ausgebt wird (siehe Bild A.2). 5.3 Lichtmikroskop Mit dem Mikroskop muss man einen Gegenstand mit einer etwa 50fachen bis 250fachen Vergrerung beobachten knnen. Darber hinaus muss es mit einem Leuchtmittel bestckt sein, das

47、auf dem Gegenstand eine Beleuchtungsstrke von etwa 2 000 lx erzielt. 5.4 Rasterelektronenmikroskop (REM) Das Rasterelektronenmikroskop muss mit Hilfe einer elektrischen Linsenanordnung einen gebndelten Elektronenstrahl von 3 nm bis 10 nm erzeugen und einen in einer Vakuumkammer befindlichen Prfling

48、abtasten knnen. Das REM muss Sekundrelektronen oder reflektierte Elektronen nachweisen und auf einer Elektrodenstrahlrhre oder auf einer anderen Anzeigeeinrichtung eine vergrerte Abbildung des erfassten Signals sichtbar machen. 5.5 Aufschmelz-Ltofen Der Aufschmelz-Ltofen muss den in Bild 2 dargestellten Temperaturverlauf realisieren knnen. 5.6 Prfsubstrat Sofern in der entsprechenden Spezifikation nichts anderes festgelegt ist, muss die Prfung an einem Prfling (Prfbauteil) durchgefhrt werden, der (das) auf die bliche Weise an dem folgenden Substrat befestigt ist. a) Werkstoff: E