DIN EN 62137-1-5-2010 Surface mounting technology - Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint - Part 1-5 Mechanical shear fatigue test (IEC 62137-1-5 .pdf

1、Januar 2010DEUTSCHE 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 31.

2、020!$ZuP“1558245www.din.deDDIN EN 62137-1-5Oberflchenmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung derHaltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-5: Prfung der Ermdung durch mechanischeScherbeanspruchung (IEC 62137-1-5:2009);Deutsche Fassung EN 62137-1-5:2009Surface

3、mounting technology Environmental and endurance test methods for surface mount solder joint Part 1-5: Mechanical shear fatigue test (IEC 62137-1-5:2009);German version EN 62137-1-5:2009Technologie de montage en surface Mthodes dessais denvironnement et dendurance des joints brass monts en surface Pa

4、rtie 1-5: Essai de fatigue par cisaillement mcanique (CEI 62137-1-5:2009);Version allemande EN 62137-1-5:2009Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 24 SeitenB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01

5、2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2009-04-01 angenommene EN 62137-1-5 gilt als DIN-Norm ab 2010-01-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 62137-1-5:2007-10. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr elektronische Baugruppen“ der DKE Deu

6、tsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene 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 da

7、te) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ zu dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatiert

8、en Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine 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

9、 normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60

10、068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 62137-1-5 Mai 2009 ICS 31.020 Deutsche Fassung Oberflch

11、enmontage-Technik Verfahren zur Prfung auf Umgebungseinflsse und zur Prfung der Haltbarkeit von Oberflchen-Ltverbindungen Teil 1-5: Prfung der Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung (IEC 62137-1-5:2009) Surface mounting technology Environmental and endurance test methods for surface mount sold

12、er joint Part 1-5: Mechanical shear fatigue test (IEC 62137-1-5:2009) Technologie de montage en surface Mthodes dessais denvironnement et dendurance des joints brass monts en surface Partie 1-5: Essai de fatigue par cisaillement mcanique (CEI 62137-1-5:2009) Diese Europische Norm wurde von CENELEC a

13、m 2009-04-01 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 letzten Stand befindliche Listen dieser nati

14、onalen 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-Mitglied in

15、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, Estland, Fin

16、nland, 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 Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC E

17、uropisches 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 welcher Form und in welchem Verfahren, sind w

18、eltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62137-1-5:2009 DB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 Vorwort Der Text des Schriftstcks 91/826/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 62137-1-5, ausgearbeitet von dem IE

19、C TC 91 Electronics assembly technology“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2009-04-01 als EN 62137-1-5 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Nor

20、m oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2010-01-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2012-04-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 62137-1-5:2009 wurde vo

21、n CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60068-2-21 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-21:2006 (nicht modifiziert). IEC 61188-5-8 ANMERKUN

22、G Harmonisiert als EN 61188-5-8:2008 (nicht modifiziert). 2 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich.6 2 Normative Verweisungen .7 3 Begriffe .7 4 Prfeinrichtung und Werkstof

23、fe8 4.1 Prfeinrichtung fr die Prfung der Ermdung durch Scherbeanspruchung.8 4.2 Trger fr die Prfung 8 4.3 Lotlegierung8 4.4 Lotpaste9 4.5 Reflow-Lteinrichtung.9 5 Montageverfahren 9 6 Prfbedingungen10 6.1 Vorwrmen .10 6.2 Prfverfahren10 6.3 Beurteilungskriterien.10 7 Angaben im Prfbericht10 8 Vorgab

24、en in der Produktspezifikation 11 Anhang A (normativ) Einrichtung fr die Prfung der Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung .12 A.1 Anwendungsbereich.12 A.2 Einrichtung fr die Prfung der Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung.12 A.2.1 Zug-Druck-Prfmaschine .12 A.2.2 Einspannvorrichtung fr

25、 die Scherbeanspruchung 12 Anhang B (normativ) Prfverfahren fr die Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung 15 B.1 Anwendungsbereich.15 B.2 Prfverfahren fr die Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung.15 B.2.1 Allgemeines15 Anhang C (informativ) Bewertung der mechanischen Eigenschaften einer

26、 einzelnen Ltverbindung durch die Prfung der Ermdung durch mechanische Scherbeanspruchung .17 C.1 Anwendungsbereich.17 C.2 Prfeinrichtung und Prfling.17 C.2.1 Prfeinrichtung .17 C.2.2 Prfling .17 C.2.3 Ltverfahren .17 C.2.4 Vorrichtung fr die Ermdung durch Scherbeanspruchung.18 C.3 Prfverfahren19 Li

27、teraturhinweise 21 3 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 SeiteAnhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen 22 Bild 1 Bildliche Darstellung de

28、r Bewertungsflche fr die Verbindungsfestigkeit .6 Bild 2 Schematische Darstellungen von thermomechanischer Ermdung und mechanischer Ermdung an Ltverbindungen 7 Bild 3 Ein typisches Temperaturprofil der Reflow-Lteinrichtung9 Bild A.1a Spreizverfahren 13 Bild A.1b Scherverfahren mit berlappung .13 Bil

29、d A.1 Beispiel fr Spannvorrichtungen fr die Scherprfungen 13 Bild B.1 Beispiel fr den Aufbau zur Messung des elektrischen Widerstands 16 Bild C.1 Schematische Darstellung einer Einzel-Ltverbindung fr die Prfung der mechanischen Ermdung .18 Bild C.2 Schematische Darstellung einer Haltevorrichtung fr

30、das Lten der Einzel-Ltverbindung 18 Bild C.3 Schematische Darstellung der Vorrichtung fr die Ermdung durch Scherbeanspruchung .18 Bild C.4 Verhltnis zwischen Reaktionskrften und der Zyklenanzahl whrend der Ermdungsprfung .19 Bild C.5 Verhltnis zwischen Verschiebungsbereich und Ermdungslebensdauer20

31、4 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 Einleitung Die mechanischen Eigenschaften von bleifreien Ltverbindungen zwischen Bauteilanschlssen und Anschlussflchen auf einer Leiterplatte sind aufgrund der Lotzusammensetzungen nicht

32、 die gleichen wie von Ltverbindungen, die Zinn und Blei enthalten. Dies ist der Grund fr die Prfung der mechanischen Eigenschaften von Ltverbindungen aus unterschiedlichen Legierungen. 5 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 1

33、 Anwendungsbereich Das in dieser Norm beschriebene Prfverfahren ist anzuwenden fr ein oberflchenmontierbares Bauelement mit einer dnnen und breiten Grundflche, wie BGA. Dieses Prfverfahren ist dazu ausgelegt, die Ermdungsbestndigkeit der Ltverbindungen zwischen den Bauelementeanschlssen und den Ansc

34、hluss-flchen auf einem Trger, wie in Bild 1 dargestellt, zu bewerten. Fr die Bewertung der Zuverlssigkeit von Ltverbindungen wird im Allgemeinen eine Temperaturwechselbeanspruchung angewendet. Ein weiteres Verfahren besteht in der mechanischen Wechselbeanspruchung der Ltverbindungen zur Verkrzung de

35、r Prfzeit und nicht in der Erzeugung von mechanischen Spannungen durch Temperaturvernderungen. Die Vorgehensweise besteht in der Ausbung einer Scherverformung auf die Ltstellen durch mechanische Verschiebung anstelle einer relativen Verschiebung, die durch die Fehlanpassung der Wrmeausdehnungs-koeff

36、izienten (en: coefficient of thermal expansion CTE) erzeugt wird, wie in Bild 2 dargestellt. Anstelle der Prfung mit Temperaturwechselbeanspruchung ist diese Prfung anwendbar, um die Zuverlssigkeit der Lt-verbindungen unter sich wiederholt ndernden Temperaturbedingungen durch mechanische Wechsel-bea

37、nspruchung der Ltverbindungen vorherzusagen. Fr die Bewertung wird bei diesem Prfverfahren zuerst das Bauelement durch Aufschmelzlten (Reflow-Lten) auf dem Trger befestigt, und anschlieend werden die Ltverbindungen einer zyklischen mechanischen Scherverformung ausgesetzt, bis der Bruch von Ltstellen

38、 einsetzt. Die Merkmale der Ltverbindungen (z. B. Lotlegierung, Trger, montiertes Bauelement, Anordnung usw.) werden mit dem Ziel der Verbesserung der Festigkeit der Ltverbindung ausgewertet. ANMERKUNG Bei dieser Prfung wird jedoch nicht die Festigkeit des elektronischen Bauelements selbst geprft. D

39、as Prfverfahren zur Bewertung der mechanischen Widerstandsfhigkeit der Verbindung zu einer Leiterplatte ist in IEC 60068-2-21 beschrieben. Bild 1 Bildliche Darstellung der Bewertungsflche fr die Verbindungsfestigkeit 6 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01 DIN EN 62137

40、-1-5:2010-01 EN 62137-1-5:2009 Legende d Relative Verschiebung T Temperaturbereich Thermischer Ausdehnungskoeffizient Bild 2 Schematische Darstellungen von thermomechanischer Ermdung und mechanischer Ermdung an Ltverbindungen 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anw

41、endung 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: General and guidance IEC 61188-

42、5 (alle Teile), Printed boards and printed board assemblies Design and use IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly Terms and definitions IEC 61190-1-2:2007, Attachment materials for electronic assembly Part 1-2: Requirements for soldering pastes for high-quality interconnects in el

43、ectronics 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 61249-2-7:2002, Materials for printed boards and other interconnecting structures

44、 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 specification of surface mounting components (SMDs) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60068-1 und IEC 60194 und die folgenden Begriffe. 7 B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCEB7EF8FD9NormCD - Stand 2010-01