DIN EN 60068-2-82-2007 Environmental testing - Part 2-82 Tests - Test Tx Whisker test methods for electronic and electric components (IEC 60068-2-82 2007) German version EN 60068-2.pdf

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1、Dezember 2007DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 16DIN 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 1

2、9.040!$I52“1381815www.din.deDDIN EN 60068-2-82Umgebungseinflsse Teil 2-82: Prfungen Prfung Tx: Whisker-Prfverfahren fr elektronische und elektrischeBauelemente (IEC 60068-2-82:2007);Deutsche Fassung EN 60068-2-82:2007Environmental testing Part 2-82: Tests Test Tx: Whisker test methods for electronic

3、 and electric components(IEC 60068-2-82:2007);German version EN 60068-2-82:2007Essais denvironnement Partie 2-82: Essais Essai Tx: Mthodes dessai des trichites (“moustaches/whiskers“) pour les composantslectriques et lectroniques (CEI 60068-2-82:2007);Version allemande EN 60068-2-82:2007Alleinverkau

4、f der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 34 SeitenDIN EN 60068-2-82:2007-12 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2007-06-01 angenommene EN 60068-2-82 gilt als DIN-Norm ab 2007-12-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 60068-2-82:2005-0

5、9. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (http:/www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 91 Electronics assembly technology“

6、erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ mit den Daten zu dieser Publikation angegebenen Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung

7、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.) bezieht sich

8、 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 Deutschen Normen

9、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 EUROPENNE E

10、N 60068-2-82 Juni 2007 ICS 19.040; 31.190 Deutsche Fassung Umgebungseinflsse Teil 2-82: Prfungen Prfung Tx: Whisker-Prfverfahren fr elektronische und elektrische Bauelemente (IEC 60068-2-82:2007) Environmental testing Part 2-82: Tests Test Tx: Whisker test methods for electronic and electric compone

11、nts (IEC 60068-2-82:2007) Essais denvironnement Partie 2-82: Essais Essai Tx: Mthodes dessai des trichites (moustaches/whiskers“) pour les composants lectriques et lectroniques (CEI 60068-2-82:2007) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2007-06-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalte

12、n, 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 nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim

13、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 eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprach

14、e 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, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Le

15、ttland, 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 Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Com

16、mittee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2007 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr.

17、EN 60068-2-82:2007 DEN 60068-2-82:2007 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 91/651/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60068-2-82, ausgearbeitet von dem IEC TC 91 Electronics assembly technology“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2007-06-01 als EN 60068-2-82 a

18、ngenommen. 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): 2008-03-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen

19、werden mssen (dow): 2010-06-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60068-2-82:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten

20、Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 60068-3-4 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-3-4:2001 (nicht modifiziert). EN 60068-2-82:2007 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe .5 4 Prfeinrichtung .6 4.1 Exsikkator.6 4.2 Feuchtekammer .6 4.3 Tempe

21、raturwechselkammer.6 4.4 Optisches Mikroskop6 4.5 Rasterelektronenmikroskop .6 4.6 Befestigungsvorrichtung.6 5 Vorbereitung der Prfung.7 5.1 Allgemeines7 5.2 Auswahl der Prfverfahren.7 5.3 Lagerungsbedingungen vor der Prfung .7 5.4 Handhabung des Prflings.7 5.5 Vorbehandlung durch Wrmebehandlung .7

22、5.6 Vorbereitung des Prflings durch Formen von Anschlssen.9 6 Prfbedingungen9 6.1 Umgebungsprfung9 6.2 Feuchteprfung 9 6.3 Temperaturwechselprfung .9 7 Prfplan10 7.1 Verfahren zur Auswahl des Prfverfahrens .10 7.2 Anfangsbewertung .12 7.3 Prfung.12 7.4 Nachbehandlung 12 7.5 Zwischen- oder Endbewertu

23、ng 12 8 Angaben in der zutreffenden Spezifikation 12 9 Mindestanforderungen fr einen Prfbericht13 Anhang A (normativ) Messung der Whiskerlnge.14 Anhang B (informativ) Beispiele von Whiskern .15 Anhang C (informativ) Richtlinien fr Prflose und Prfplne.17 Anhang D (informativ) Richtlinien fr Annahmekr

24、iterien .19 Anhang E (informativ) Hintergrund des Whiskerwachstums.21 Anhang F (informativ) Hintergrund zur Umgebungsprfung .22 Anhang G (informativ) Hintergrund zur Feuchteprfung .24 Anhang H (informativ) Hintergrund zur Temperaturwechselprfung.27 EN 60068-2-82:2007 4 SeiteLiteraturhinweise 31 Anha

25、ng ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen . 32 Bilder Bild A.1 Definition der Whiskerlnge 14 Bild B.1 Knollenwhisker 15 Bild B.2 Sulenwhisker . 15 Bild B.3 Fadenwhisker 15 Bild B.4 Abgeknickte Whisker. 16 Bild B.5 Spir

26、alwhisker . 16 Bild D.1 Kleinster Abstand von Bauteilen und Leiterplatten . 19 Bild F.1 Whiskerwachstum auf Zinnbeschichtung unter Umgebungsprfbedingungen. 23 Bild G.1 Wachstum der Oxidschicht in feuchter Umgebung 25 Bild G.2a Whiskerwachstum in feuchter Umgebung 25 Bild G.2b Whiskerwachstum in feuc

27、hter Umgebung 26 Bild H.1 Verteilung des Whiskerlngenwachstums bei FeNi42-Grundwerkstoff (Alloy42). 28 Bild H.2 Whisker auf FeNi42-Grundwerkstoff (Alloy42) gewachsen 29 Bild H.3 Zusammenhang zwischen und Anzahl der Wechsel fr Whiskerwachstum bei FeNi42-Grundwerkstoff (Alloy42) 29 Bild H.4 Whiskerwac

28、hstum auf Cu-basierten Trgerstreifen (QFP) bei Temperaturwechselprfungen. 30 Tabellen Tabelle 1 Methoden der Vorbehandlung Ltsimulation. 8 Tabelle 2 Methoden der Vorbehandlung Lten . 8 Tabelle 3 Prfschrfen der Umgebungsprfung. 9 Tabelle 4 Prfschrfen der Temperaturwechselprfung Temperatur 9 Tabelle 5

29、 Prfschrfen der Temperaturwechselprfung Zyklen 10 Tabelle 6 Eignung der Prfverfahren bei unterschiedlichen Beschichtungen 11 Tabelle H.1 Beispiel fr die Beziehung zwischen realen Anwendungsbedingungen und Prfbedingungen . 30 EN 60068-2-82:2007 5 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 60068 legt Whi

30、skerprfungen fr elektrische oder elektronische Bauelemente mit einer Oberflchenbeschichtung aus Zinn oder einer Zinnlegierung fest. Die Norm legt jedoch keine Prfungen fr Whisker fest, die durch uere mechanische Spannungen wachsen knnen. Dieses Prfverfahren wird von einer zutreffenden Spezifikation

31、(internationale Komponenten- oder Anwen-dungsspezifikation) mit bergabe der anzuwendenden Prfschrfen und mit definierten Annahmekriterien an-gewendet. Wenn Prfungen, die in dieser Norm beschrieben sind, fr andere Bauteile vorgesehen werden, z. B. fr me-chanische Teile, wie sie in elektrischen und el

32、ektronischen Gerten benutzt werden, sollte sichergestellt sein, dass das Materialsystem und die Mechanismen des Whiskerwachstums vergleichbar sind. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Ver-weisungen gilt nur die

33、 in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60068-1:1988, Environmental testing Part 1: General and guidance IEC 60068-2-14, Environmental testing Part 2-14: Tests Test N: Change of temperatu

34、re IEC 60068-2-20:1979, Environmental testing Part 2-20: Tests Test T: Soldering IEC 60068-2-58:2004, Environmental testing Part 2-58: Tests Test Td: Test methods for solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD) IEC 60068-2-78, Env

35、ironmental testing Part 2-78: Tests Test Cab: Damp heat, steady state IEC 61192-3:2002, Workmanship requirements for soldered electronic assemblies Part 3: Through-hole mount assemblies IEC 61760-1:2006, Surface mounting technology Part 1: Standard method for the specification of surface mounting de

36、vices (SMDs) 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60068-1 und die folgenden Begriffe. 3.1 Whisker metallischer Auswuchs, der bei der Lagerung oder der Anwendung spontan wchst ANMERKUNG 1 Whisker erfordern fr ihr Wachstum normalerweise kein elektrisches Feld und d

37、rfen nicht mit Produk-ten elektrochemischer Migration verwechselt werden. Typische Eigenschaften von Whiskern sind: Rillen in der Wachstumsrichtung; gewhnlich keine Verzweigungen; gewhnlich konstante Durchmesser. Ausnahmen sind bekannt, aber selten und knnen eine genaue Untersuchung erfordern. Fr di

38、e Zwecke dieser Norm werden Whisker angesehen, wenn sie ein Seitenverhltnis (Lnge/Breite) von grer als 2 haben, sie eine Lnge von 10 m oder mehr haben. EN 60068-2-82:2007 6 ANMERKUNG 2 Fr die Zwecke dieser Norm haben Whisker die folgenden Eigenschaften: Sie knnen abgeknickt, gebogen oder verdreht we

39、rden; normalerweise haben sie eine einheitliche Querschnittsform; sie knnen Ringe um den Umfang der Sule haben. ANMERKUNG 3 Whisker drfen nicht mit Dendriten verwechselt werden, die einen farnhnlichen Wuchs auf der Ober-flche eines Materials haben und die aus Elektromigration von ionischen Elementen

40、 oder whrend der Verfestigung ent-stehen knnen. 3.2 Materialsystem der Anschluss besteht aus den folgenden Elementen: a) Grundwerkstoff; b) falls es eine Unterschicht gibt, befindet sich diese unter der obersten Beschichtung; c) oberste Beschichtung aus Zinn oder einer Zinnlegierung. ANMKERKUNG Es k

41、nnen zustzliche Schichten zwischen dem Grundwerkstoff und der Unterschicht existieren. Die vorletzte Schicht ist das verwendete Grundmaterial oder die abgeschiedene Schicht unter der obersten Beschichtung des Bauelements aus Zinn oder einer Zinnlegierung. 4 Prfeinrichtung Die Prfeinrichtung muss die

42、 folgenden Elemente enthalten: 4.1 Exsikkator Der Exsikkator muss die in 6.1 festgelegten Temperatur- und Feuchtebedingungen bereitstellen knnen. 4.2 Feuchtekammer Die Feuchtekammer muss alle Anforderungen von IEC 60068-2-78 erfllen und die in 6.2 festgelegten Bedin-gungen bereitstellen knnen. 4.3 T

43、emperaturwechselkammer Die Temperaturwechselkammer muss alle Anforderungen von IEC 60068-2-14, Prfung Na, erfllen und die in 6.3 festgelegten Bedingungen bereitstellen knnen. 4.4 Optisches Mikroskop Optisches Stereomikroskop mit mindestens 50facher Vergrerung und geeigneter Beleuchtung, das in der L

44、age ist, Whisker mit einer Lnge von 10 m zu erfassen. Falls es fr die Messung benutzt wird, muss das Mikroskop mit einer Skala oder einem elektronischen Ln-genmesssystem mit einer Genauigkeit von mindestens 5 m ausgerstet sein. 4.5 Rasterelektronenmikroskop Rasterelektronenmikroskop (REM), das zur U

45、ntersuchung der Prflingsoberflche geeignet und vorzugswei-se mit einem Handhabungssystem ausgerstet ist, mit dem der Prfling gekippt und gedreht werden kann. 4.6 Befestigungsvorrichtung Die Befestigungsvorrichtung muss zur Befestigung der Prflinge in jeder der in 4.1, 4.2 und 4.3 angegebenen Prfkamm

46、ern geeignet sein, ohne die Einhaltung der festgelegten Anforderungen zu beeintrchtigen. EN 60068-2-82:2007 7 Es sollte auerdem die Mglichkeit der Befestigung der Vorrichtung am optischen Mikroskop bestehen oder sie sollte so klein sein, dass sie in den Probenraum des REM eingesetzt werden kann. 5 V

47、orbereitung der Prfung 5.1 Allgemeines Die Prflinge mssen fertige Produkte darstellen, wie sie an den Markt geliefert werden. ANMERKUNG Anleitung zu geeigneten Stichprobengren ist in Anhang C gegeben. 5.2 Auswahl der Prfverfahren Die Auswahl des geeigneten Prfverfahrens erfolgt nach Tabelle 6 anhand

48、 der Art der obersten Beschichtung, der Unterschicht und des Grundwerkstoffs des Prflings. 5.3 Lagerungsbedingungen vor der Prfung Vor Beginn jeglicher Vorbehandlung oder Prfung mssen die Prflinge mindestens zwei Stunden unter Nor-malklima nach IEC 60068-1, 5.3.1 gelagert werden. 5.4 Handhabung des Prflings Es wird empfohlen, den Prfling in eine Befestigungsvorrichtung nach 4.6 einzuspannen, damit er nicht unbe-absichtigt verunreinigt wird. Die Befestigungsvorrichtung darf die metallischen Oberflchen des Prflings nicht berhren. Der Prfling muss vorsic