DIN EN 62137-1-4-2009 Surface mounting technology - Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint - Part 1-4 Cyclic bending test (IEC 62137-1-4 2009) Germ.pdf

1、August 2009DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 13DIN 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!$W2“1529715www.din.deDDIN EN 62137-1-4Oberflchenmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung derHaltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-4: Zyklische Biegeprfung (IEC 62137-1-4:2009);Deutsche Fassung EN 62137-1-4:2009Surface mounting technology Environmental

3、and endurance test methods for surface mount solder joint Part 1-4: Cyclic bending test (IEC 62137-1-4:2009);German version EN 62137-1-4:2009Technologie de montage en surface Mthodes dessais denvironnement et dendurance des joints brass monts ensurface Partie 1-4: Essai de flexion cyclique (CEI 6213

4、7-1-4:2009);Version allemande EN 62137-1-4:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 15 SeitenDIN EN 62137-1-4:2009-08 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2009-02-01 angenommene EN 62137-1-4 gilt als DIN-Norm ab 2009-08-01. Nationales Vorwort V

5、orausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 62137-1-4:2007-10. 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 enthaltene IEC-Publikation

6、 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 angegeben ist. Zu diesem Ze

7、itpunkt 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 eine Abschnittsnummer

8、, 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 Zusammenhang der zitierten Norm

9、en 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 aufgenommen. EUROPISC

10、HE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62137-1-4 Februar 2009 ICS 31.190 Deutsche Fassung Oberflchenmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung der Haltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-4: Zyklische Biegeprfung (IEC 62137-1-4:2009) Surface mounting tech

11、nology Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint Part 1-4: Cyclic bending test (IEC 62137-1-4:2009) Technologie de montage en surface Mthodes dessais denvironnement et dendurance des joints brass monts en surface Partie 1-4: Essai de flexion cyclique (CEI 62137-1-4:2009

12、) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2009-02-01 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 nationalen Norm zu geben ist. Auf dem l

13、etzten 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, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen

14、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 elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bu

15、lgarien, 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 Tschechischen Republik, Ungarn, dem

16、Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2009 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in we

17、lcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62137-1-4:2009 DDIN EN 62137-1-4:2009-08 EN 62137-1-4:2009 Vorwort Der Text des Schriftstcks 91/815/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62137-1-4, ausgearbeitet von dem IEC TC 91 Electronics assemb

18、ly technology“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2009-02-01 als EN 62137-1-4 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung b

19、ernommen werden muss (dop): 2009-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2012-02-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62137-1-4:2009 wurde von CENELEC ohne irgendeine

20、Abnderung als Europische Norm angenommen. 2 DIN EN 62137-1-4:2009-08 EN 62137-1-4:2009 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 Begriffe .5 4 Prfeinrichtung und Werkstoffe5 4.1 Prfeinrichtung fr Biegezyklen .5 4.2 Trger fr die Prfung 5 4.3 Lotlegierung5 4.4 Lotpaste

21、6 4.5 Reflow-Lteinrichtung 6 4.6 Oberflchenmontierbares Bauelement fr die Prfung6 5 Montageverfahren 6 6 Prfbedingungen7 6.1 Vorwrmen.7 6.2 Prfverfahren7 6.3 Beurteilungskriterien 8 7 Angaben im Prfbericht8 8 Vorgaben in der Produktspezifikation 9 Anhang A (normativ) Prfeinrichtung fr die Biegezykle

22、n.10 A.1 Anwendungsbereich.10 A.2 Prfeinrichtung fr Biegezyklen .10 A.2.1 Zug-Druck-Prfmaschine .10 A.2.2 Einspannvorrichtung fr den Trger.10 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen13 Bilder Bild 1 Bildliche Dars

23、tellung der Bewertungsflche fr die Verbindungsfestigkeit .4 Bild 2 Ein typisches Temperaturprofil der Reflow-Lteinrichtung7 Bild A.1 Beispiel fr den Aufbau einer Spannvorrichtung fr den Trger .11 Bild A.2 Beispiel fr den Aufbau zur Prfung der zyklischen Biegefestigkeit12 3 DIN EN 62137-1-4:2009-08 E

24、N 62137-1-4:2009 1 Anwendungsbereich Das in diesem Teil von IEC 62137 beschriebene Prfverfahren gilt fr oberflchenmontierbare Bauelemente mit einer dnnen und breiten Grundflche, wie QFP und BGA. Mit diesem Verfahren ist die Haltbarkeit der Ltverbindungen zwischen den Bauelementeanschlssen und den An

25、schlussflchen auf einem Trger durch zyklisches Biegen des Trgers zu bewerten. Mit dieser Prfung werden auch die Auswirkungen wiederholter mechanischer Beanspruchungen auf die Festigkeit der Ltverbindung zwischen den Bauelementeanschlssen und den Anschlussflchen auf einem Trger bewertet, wie sie beis

26、pielsweise beim Tastendrcken an einem Mobiltelefon auftreten. Fr die Bewertung wird bei diesem Prfverfahren zuerst das Bauelement durch Reflow-Lten (Aufschmelz-lten) auf dem Trger befestigt und anschlieend wird der Trger um einen bestimmten Betrag gebogen, bis die Ltverbindungen aufbrechen. Die Eige

27、nschaften der Ltverbindungen (z. B. Lotlegierung, Trger, mon-tiertes Bauelement oder Konstruktion usw.) werden bewertet, um die Festigkeit der Ltverbindungen zu verbessern. Bild 1 Bildliche Darstellung der Bewertungsflche fr die Verbindungsfestigkeit 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten

28、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 (einschlielich aller nderungen). IEC 60068-1, Environmental testing Part 1: Genera

29、l and guidance IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly Terms and definitions IEC 61188-5 (alle Teile 5), Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5: Attachment (land-joint) considerations IEC 61190-1-2, Attachment materials for electronic assembly Part 1-2: R

30、equirements for solder pastes for high-quality interconnects 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 solid solders for electronic soldering applications IEC 61249-2-7, Mate

31、rials 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, Surface mounting technology Part 1: Standard method for the application of

32、 surface mounting components (SMDs) 4 DIN EN 62137-1-4:2009-08 EN 62137-1-4:2009 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60194, IEC 60068-1 und IEC 61249-2-7 und die folgenden Begriffe. 3.1 zyklische Biegefestigkeit Festigkeit, die mit einer Anzahl von Zyklen angege

33、ben wird, um den Bruch einer Verbindungsstelle zwischen den auf einer Leiterplatte befestigten Anschlssen eines oberflchenmontierbaren Bauelements und der Kupferanschlussflche auf einem Trger nach dem zyklischen Biegen des Trgers um einen bestimmten Betrag herbeizufhren, wobei die Bauelementeseite d

34、er Leiterplatte eine konvexe Form annimmt 3.2 Auslenkungsgeschwindigkeit Bewegungsgeschwindigkeiten des Stempels fr das zyklische Biegen des Trgers 3.3 Auslenkungsbereich Abstand zwischen der Ausgangsprfposition in der Mitte des Trgers bis zur maximalen Durchbiegungstiefe, die durch das Herunterdrck

35、en und Zurckziehen des Stempels verursacht wird 4 Prfeinrichtung und Werkstoffe 4.1 Prfeinrichtung fr Biegezyklen Die Prfeinrichtung fr Biegezyklen besteht aus einer Zug-Druck-Prfmaschine, Einspannvorrichtungen, Widerstandsmessgert und Registriereinrichtung. Die Spezifikationen mssen der Prfeinricht

36、ung fr das zyklische Biegen entsprechen, die in Anhang A beschrieben wird. 4.2 Trger fr die Prfung Der Trger fr die Prfung muss den folgenden Bedingungen entsprechen, sofern in den betreffenden Produktspezifikationen nicht anders festgelegt: a) Werkstoff: Einseitig kupferkaschiertes glasfaserverstrk

37、te Epoxidharzlaminat fr allgemeine Anwendungen (siehe IEC 61249-2-7), Nenndicke einschlielich der einseitigen Kupferauflage 1,6 mm mit einer Toleranz von 0,20 mm. Die Kupferfolie muss eine Dicke von (0,035 0,010) mm haben. b) Gre: Die Gre des Trgers ist abhngig von Gre und Form der auf den Trger zu

38、ltenden oberflchenmontierbaren Bauelemente. Der Trger muss in der Prfeinrichtung sicher befestigt werden knnen. c) Geometrie der Anschlussflchen: Gre und Form einer Anschlussflche mssen der Normenreihe IEC 61188-5 oder der vom betreffenden Bauelementelieferanten empfohlenen Gre und Form entsprechen.

39、 d) Oberflchenschutz: Die ltbaren Flchen des Trgers (Anschlussflchen) sind mit geeigneten Mitteln gegen Oxidation zu schtzen, z. B. mit einer organischen Oberflchenschutzschicht (en: organic surface protection layer OSP). Diese Schutzschicht darf keinen nachteiligen Einfluss auf die Ltbarkeit der An

40、schlussflchen unter den Bedingungen einer Reflow-Lteinrichtung haben. 4.3 Lotlegierung Die Lotlegierung muss, sofern nicht anders festgelegt, eine Dreistofflegierung aus Sn, Ag und Cu mit einem Ag-Anteil von 3,0 % (m/m) bis 4,0 % (m/m), einem Cu-Anteil von 0,5 % (m/m) bis 1,0 (m/m) und mit dem entsp

41、rechenden Sn-Auffllanteil sein, z. B. SnAg3,0Cu0,5. Die Lotlegierung muss IEC 61190-1-3 ent-sprechen. 5 DIN EN 62137-1-4:2009-08 EN 62137-1-4:2009 4.4 Lotpaste Die Lotpaste sollte den Festlegungen in IEC 61190-1-2 entsprechen, sofern in den betreffenden Produkt-spezifikationen nicht anders festgeleg

42、t. Das anzuwendende Lot muss jedoch eines der in 4.3 festgelegten Lote sein. 4.5 Reflow-Lteinrichtung Die Reflow-Lteinrichtung sollte ein Temperaturprofil nach Bild 2 realisieren knnen, sofern in den betreffenden Produktspezifikationen nicht anders festgelegt. 4.6 Oberflchenmontierbares Bauelement f

43、r die Prfung Das oberflchenmontierbare Bauelement muss, sofern in den betreffenden Produktspezifikationen nicht anders festgelegt, einen Aufbau haben, der die Messung des elektrischen Widerstandes ermglicht (z. B. verkettet). ANMERKUNG Bei der Herstellung der Verkettung ist sorgfltig darauf zu achte

44、n, dass das Verdrahtungsmuster mit Leiterzgen angeschlossen ist, die in der lngeren Richtung der Leiterplatte verlaufen. Der bergang der Leiterzge an das Verdrahtungsmuster muss in einer Weise gestaltet werden, dass eine Unterbrechung des Leiterzugmusters verhindert wird. 5 Montageverfahren Das ober

45、flchenmontierbare Bauelement ist, sofern in den betreffenden Produktspezifikationen nicht anders festgelegt, in der folgenden Reihenfolge auf dem Trger zu montieren. a) Die in 4.4 festgelegte Lotpaste ist mit einer Schablone aus nichtrostendem Stahl, welche ffnungen von der gleichen Gre, Form und An

46、ordnung wie die in 4.2 C) festgelegten Anschlussflchen hat, in einer Dicke von 100 m bis 150 m auf den in 4.2 festgelegten Trger fr die Prfung aufzubringen. b) Der Prfling ist auf dem Trger mit der aufgedruckten Lotpaste zu befestigen. c) Mit der in 4.5 festgelegten Reflow-Lteinrichtung und der in 4

47、.4 festgelegten Lotpaste ist das Lten unter den folgenden Bedingungen durchzufhren. Ein typisches Temperaturprofil fr das Reflow-Lten ist in Bild 2 angegeben, wie es auch in IEC 61760-1 empfohlen wird. Die Temperatur auf der Anschlussflche ist zu messen. 6 DIN EN 62137-1-4:2009-08 EN 62137-1-4:2009

48、Legende Durchgezogene Linie: Typisches Verfahren (Temperatur am Anschluss) Unterbrochene Linie: Verfahrensgrenzen; untere Verfahrensgrenze (Temperatur am Anschluss), obere Verfahrens-grenze (Temperatur an der Oberseite) Bild 2 Ein typisches Temperaturprofil der Reflow-Lteinrichtung 6 Prfbedingungen 6.1 Vorwrmen Der Prfling ist bei Normalklima, wie in IEC 60068-1 festgelegt, fr 4 h oder lnger zu lagern, sofern in den betreffenden Produktspezifikationen nicht anders festgelegt. 6.2 Prfverfahren Die folgenden Verfahren sollten angewendet werden, sofern in den betreffenden Prod