1、Januar 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 3
2、1.080.01!$u:N“1822343www.din.deDDIN EN 60749-21Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 21: Ltbarkeit (IEC 60749-21:2011);Deutsche Fassung EN 60749-21:2011Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 21: Solderability (IEC 60749-21:2011);German version E
3、N 60749-21:2011Dispositifs semiconducteur Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 21: Brasabilit (CEI 60749-21:2011);Version allemande EN 60749-21:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60749-21:2005-06Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 2
4、3 SeitenDIN EN 60749-21:2012-01 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2011-05-12 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2012-01-01. Fr DIN EN 60749-21:2005-06 gilt eine bergangsfrist bis zum 2014-05-12. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60749-21:200
5、9-10. 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 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat ents
6、chieden, 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 Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen,
7、 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.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausga
8、be 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 Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grunds
9、tzlich 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. nderungen Gegenber DIN EN 60749-21:2005-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Festlegungen bezgl
10、ich der Rckwrtskompatibilitt des Prfverfahrens fr bleifreie Ltverbindungen wurden hinzugefgt; b) redaktionelle berarbeitung. Frhere Ausgaben DIN 41794-1: 1972-06 DIN IEC 60749: 1987-09 DIN EN 60749: 2000-02, 2001-09, 2002-09 DIN EN 60749-21: 2005-06 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE
11、EN 60749-21 August 2011 ICS 31.080.01 Ersatz fr EN 60749-21:2005Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 21: Ltbarkeit (IEC 60749-21:2011) Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 21: Solderability (IEC 60749-21:2011) Dispositifs sem
12、iconducteur Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 21: Brasabilit (CEI 60749-21:2011) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2011-05-12 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser
13、 Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen 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 i
14、n drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). 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 F
15、assungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumn
16、ien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zen
17、tralsekretariat: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2011 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-21:2011 DDIN EN 60749-21:2012-01 EN 60749-21:2011 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47
18、/2082/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60749-21, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2011-05-12 als EN 60749-21 angenommen. Diese Europische Norm ersetzt EN 60749-21:2005. EN 60749-21:2011 ersetzt EN 607
19、49-21:2005 und beinhaltet eine technische berarbeitung. Die wesentliche nderung ist, dass Festlegungen bezglich der Rckwrtskompatibilitt des Prfverfahrens fr bleifreie Ltverbindungen hinzugefgt wurden. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren
20、 knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen we
21、rden muss (dop): 2012-02-12 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2014-05-12 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-21:2011 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung al
22、s Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60068 Reihe ANMERKUNG Harmonisiert in der Reihe EN 60068. IEC 60068-2-69:2007 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-69:2007 (nicht modifiz
23、iert). IEC 60749 Reihe ANMERKUNG Harmonisiert in der Reihe EN 60749. IEC 60749-15:2003 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-15:2003 (nicht modifiziert). IEC 60749-20:2008 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-20:2009 (nicht modifiziert). DIN EN 60749-21:2012-01 EN 60749-21:2011 3 Inhalt SeiteVorwort .2
24、 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 Prfeinrichtung .4 3.1 Ltbad 4 3.2 Tauchmechanik4 3.3 Lichtoptisches Mikroskop .4 3.4 Einrichtung zur Alterung mit Wasserdampf5 3.5 Beleuchtungseinrichtung5 3.6 Prfhilfsmaterialien (Werkstoffe)5 3.7 SMD-Reflow-Lteinrichtung .6 4 Prfdurchfhrung8 4.1
25、 Rckwrtskompatibilitt des bleifreien Prozesses.8 4.2 Vorbehandlung (Preconditioning).8 4.3 Durchfhrung der Beanspruchung mittels Tauchens einschlielich Sichtprfung (Dip-and-Look“) .10 4.4 Prfablauf bei Reflow-Ltbarkeitsprfung von SMD mittels simulierter Leiterplattenmontage16 5 bersicht wichtiger An
26、gaben .19 Literaturhinweise 20 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen21 Bilder Bild 1 Zu prfende Flchen bei Gehusen mit Gullwing-Anschlssen .14 Bild 2 Zu prfende Flchen bei Gehusen mit J-Anschlssen .15 Bild 3 Zu
27、 prfende Flchen bei quaderfrmigen Gehusen (SMD-Verfahren).15 Bild 4 Zu prfende Flchen bei SO- und QFP-Gehusen (SMD-Verfahren)16 Bild 5 Reflow-Ltprofil fr Flat-Peak-Typ.18 Tabellen Tabelle 1 Beanspruchungsbedingungen fr die Wasserdampf-Alterung8 Tabelle 2 Wasserdampf-Temperatur abhngig von der Hhenla
28、ge (ber NN) 9 Tabelle 3 Bedingungen fr Tauchlt-Beanspruchungen.10 Tabelle 4 Hchstwerte von Ltbadverunreinigungen13 DIN EN 60749-21:2012-01 EN 60749-21:2011 4 1 Anwendungsbereich In diesem Teil der IEC 60749 ist ein Standard-Prfverfahren zur Bestimmung der Ltbarkeit von Bauelemen-tegehuse-Anschlssen,
29、 welche dazu bestimmt sind, bei der Bauelementemontage mit anderen Oberflchen durch die Verwendung von Zinn-Blei-Loten (SnPb-Loten) oder bleifreien Loten (Pb-free-Loten) verbunden zu werden, festgelegt. Bei diesem Prfverfahren ist einerseits mit der Prfart Tauchen einschlielich einer Sichtprfung (Di
30、p-and-Look“)“ eine Prfart fr die Ltbeanspruchung sowohl fr oberflchenmontierbare Bauelemente (SMD, en: surface mounted devices) als auch fr Bauelemente mit Anschlssen in axialer oder THT-Ausfhrung (THT, en: through-hole-technology; de: Durchsteck-Montagetechnologie) festgelegt, und andererseits ist
31、eine optionale Prfart fr die Ltbeanspruchung von auf einer Leiterplatte montierten SMD festgelegt, um damit den Ltprozess, so wie er bei der Bauelementeanwendung verwendet wird, simulieren zu knnen. Fr dieses Prfverfahren sind auch optionale Bedingungen fr ein beschleunigtes Altern festgelegt. Diese
32、s Prfverfahren wird als zerstrend betrachtet, falls in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt. ANMERKUNG 1 Dieses Prfverfahren entspricht im Allgemeinen IEC 60068; allerdings sind, bedingt durch die beson-deren Anforderungen an Halbleiterbauelemente, die Abschnitte der vorliegenden
33、 Norm anzuwenden. ANMERKUNG 2 Bei diesem Prfverfahren werden die Effekte der Wrmebeanspruchung, welche whrend des Ltpro-zesses auftreten, nicht beurteilt. Fr diese Effekte sollten IEC 60749-15 oder IEC 60749-20 herangezogen werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr d
34、ie 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 61190-1-2:2007, Attachment materials for electronic assembly Par
35、t 1-2: Requirements for soldering pastes for high-quality interconnects in electronics assembly IEC 61190-1-3:2007, 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 3 P
36、rfeinrichtung Fr dieses Prfverfahren sind folgende Einrichtungen erforderlich. 3.1 Ltbad Das Ltbad sollte nicht kleiner als 40 mm in der Tiefe und nicht kleiner als 300 ml im Volumen sein, damit es mindestens 1 kg Lot aufnehmen kann. Mit der Ltbadeinrichtung muss man in der Lage sein, das Lot auf de
37、r festgelegten Temperatur innerhalb von 5 C zu halten. 3.2 Tauchmechanik Es ist eine mechanische Taucheinrichtung zu verwenden, mit der man in der Lage ist, einerseits die Geschwindigkeiten beim Eintauchen und Herausziehen der Bauelementeanschlsse zu regeln und anderer-seits die Benetzungsdauer (Ver
38、weildauer, Dauer des vollstndigen Eintauchens bis zur festgelegten Tiefe) im Ltbad, so wie festgelegt, zu realisieren. 3.3 Lichtoptisches Mikroskop Es ist ein lichtoptisches Mikroskop mit 10- bis 20facher Vergrerung fr die Untersuchung zu verwenden. DIN EN 60749-21:2012-01 EN 60749-21:2011 5 3.4 Ein
39、richtung zur Alterung mit Wasserdampf Es ist ein korrosionsbestndiger Behlter mit einem Deckelverschluss ausreichender Gre zu verwenden, um die zu prfenden Bauelemente innerhalb des Druckbehlters zu befestigen. Die zu prfenden Bauele-mente sind so anzuordnen, dass die Unterkante des Bauelementes min
40、destens 40 mm ber der Wasser-oberflche ist. Es ist ein geeignetes Verfahren zum Befestigen der zu prfenden Bauelemente unter Verwen-dung von nicht kontaminierenden Werkstoffen entsprechend den konkret vorliegenden Bedingungen zu erarbeiten. ANMERKUNG Die zu prfenden Bauelemente sollten whrend der Al
41、terung unter Dampfbeanspruchung so ange-bracht sein, dass kein Wasser (Dampfkondensat) auf sie tropfen kann. 3.5 Beleuchtungseinrichtung Es ist ein Beleuchtungssystem zu verwenden, mit dem man in der Lage ist, die zu prfenden Bauelemente gleichfrmig, blendfrei und indirekt auszuleuchten. 3.6 Prfhilf
42、smaterialien (Werkstoffe) 3.6.1 Flussmittel (Fluxer) Falls in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt, muss das Flussmittel ein aktives Kolo-fonium-Standard-Flussmittel (Typ ROL 1 entsprechend IEC 61190-1-3 (2007), Tabelle 2, Flussmittelarten und Bezeichnungen) sein und eine Zusamme
43、nsetzung von (25 0,5) % Masseanteile Kolofonium sowie (0,15 0,01) % Masseanteile Diethylammoniumchlorid in (74,85 0,5) % Masseanteilen 2-Propanol (Isopropanol) haben. Die Dichte des aktiven Kolofonium-Standard-Flussmittels muss 0,843 0,005 bei einer Temperatur von (25 2) C betragen. Die Stoffdeklara
44、tionen sind wie folgt. Kolofonium Farbe bis ww (warm-wei) nach (CIE-)Farbspezifikation oder heller Surezahl (mg KOH / g Kolofonium) 155 Erweichungspunkt (Ring- und Kugel-Prfung) 70 C Fliepunkt (Ubbelohde-Prfung) 76 C Ascheanteil 0,05 % Lslichkeit Eine Lsung von Kolofonium in einem gleichen Masseante
45、il von 2-Propanol (Isopropanol) muss klar sein, und nach einer Woche bei Raumtemperatur darf es keine Anzeichen von einer Abscheidung geben. 2-Propanol (Isopropanol) Reinheit 99,5 % in Masseanteilen 2-Propanol (Isopropanol) Sureanteile wie Essigsure (Ethansure) 0,002 % in Masseanteilen (andere als K
46、ohlendioxid) nichtflchtige Bestandteile 2 mg / 100 ml DIN EN 60749-21:2012-01 EN 60749-21:2011 6 3.6.2 Lote 3.6.2.1 Zinn-Blei-Lot Falls in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt, ist die Stoffdeklaration fr das Zinn-Blei-Lot wie folgt. Chemische Zusammensetzung Die Zusammensetzung
47、von Masseanteilen in % muss sein: Zinn 59 % bis 61 %; Antimon 0,5 %; Kupfer 0,1 %; Arsen 0,05 %; Eisen 0,02 %; Blei die verbleibenden Anteile. Das Lot darf keine Verunreinigungen wie Aluminium, Zink oder Kadmium in solchen Anteilen haben, welche die Eigenschaften des Lotes nachteilig beeinflussen. S
48、chmelztemperaturbereich Der Schmelztemperaturbereich von 60-%-Lot ist: Solidustemperatur 183 C; Liquidustemperatur 188 C. 3.6.2.2 Bleifreies Lot Falls in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt, ist die Stoffdeklaration fr das bleifreie Lot wie folgt. Die Zusammensetzung von Masseanteilen in % muss sein: Zinn 95 % bis 96,5 %; Silber 3 % bis 4 %; Kupfer 0,5 % bis 1 %. 3.7 SMD-Reflow-Lteinrichtung 3.7.1 Schablone oder Siebdruckschablone Eine Schablone oder Siebdruckschablone mit ffnungen fr eine Pad-Geometrie, welche fr die zu prfen-den Bauelem
