DIN EN 60749-15-2011 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 15 Resistance to soldering temperature for through-hole mounted devices (IEC 60749-15 2010).pdf

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1、Juni 2011DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 9DIN 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 31.0

2、80.01!$nCn“1753275www.din.deDDIN EN 60749-15Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 15: Bestndigkeit gegen Lttemperatur bei Bauelementen zurDurchsteckmontage (IEC 60749-15:2010);Deutsche Fassung EN 60749-15:2010 + AC:2011Semiconductor devices Mechanical and climatic test

3、methods Part 15: Resistance to soldering temperature for through-hole mounted devices(IEC 60749-15:2010);German version EN 60749-15:2010 + AC:2011Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 15: Rsistance la temprature de soudage pour dispositifs par trous traversants(C

4、EI 60749-15:2010);Version allemande EN 60749-15:2010 + AC:2011Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 60749-15:2003-10Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 11 SeitenDIN EN 60749-15:2011-06 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2010-1

5、2-01 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2011-06-01. ANMERKUNG Das auf dem Titelblatt der EN angegebene Annahmedatum der EN 2010-12-10 beruht auf einem Zahlendreher, der nach Aussage von CENELEC aber nicht korrigiert wird. Diese Norm enthlt die Berichtigung EN 60749-15:2010/AC:2011. Daneben

6、 darf DIN EN 60749-15:2003-10 noch bis 2013-12-01 angewendet werden. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 60749-15:2009-06. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im D

7、IN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor devices“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, 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 d

8、ieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Die in der Norm enthaltene Berichtigung EN 60749-15:2010/AC:2011 besagt, dass im Vorwort der EN 60749-15:2010 der

9、 Satz Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt.“ zu streichen ist. 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 jeweil

10、s 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 ergibt sich, soweit ein Zusamm

11、enhang 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. nderungen Gegenber DIN EN 60749-15:2003-10 wurden folgende nderungen vorgenommen:

12、 a) redaktionelle nderungen im Anwendungsbereich; b) Verweis auf IEC 60068-2-20 als normativer Verweis gestrichen; c) Ergnzung von Festlegungen fr die chemische Zusammensetzung bleifreier Lote; d) redaktionelle berarbeitung der deutschen Sprachfassung; e) der Anhang ZA ist entfallen. DIN EN 60749-15

13、:2011-06 3 Frhere Ausgaben DIN 41794-1: 1972-06 DIN IEC 60749: 1987-09 DIN EN 60749: 2000-02, 2001-09, 2002-09 DIN EN 60749-15: 2003-10 DIN EN 60749-15:2011-06 4 Leerseite EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 60749-15 Dezember 2010 + AC Februar 2011 ICS 31.080.01 Ersatz fr EN 60749-1

14、5:2003Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 15: Bestndigkeit gegen Lttemperatur bei Bauelementen zur Durchsteckmontage (IEC 60749-15:2010) Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 15: Resistance to soldering temperature for throug

15、h-hole mounted devices (IEC 60749-15:2010) Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessai mcaniques et climatiques Partie 15: Rsistance la temprature de soudage pour dispositifs par trous traversants (CEI 60749-15:2010) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2010-12-10 angenommen. Die Berichtigung t

16、ritt am 2011-02-04 zur Einarbeitung in die drei offiziellen Sprachfassungen in Kraft. 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 ge

17、ben 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, Franzsisch). Eine Fassung

18、 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 elektrotechnischen Komite

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

20、schen Republik, Ungarn, dem 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 2010 CENELEC Alle Rechte

21、der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-15:2010 + AC:2011 DDIN EN 60749-15:2011-06 EN 60749-15:2010 + AC:2011 Vorwort Der Text des Schriftstcks 47/2067/FDIS, zuknftige 2. Ausgabe von IEC 60749-15, ausge

22、arbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2010-12-01 als EN 60749-15 angenommen. Diese Europische Norm ersetzt EN 60749-15:2003. Die wesentlichen nderungen gegenber EN 60749-15:2003 sind: editorielle nderungen im Anw

23、endungsbereich; Ergnzung von Festlegungen fr die chemische Zusammensetzung bleifreier Lote. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CEN und CENELEC sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identi

24、fizieren. 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): 2011-09-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen w

25、erden mssen (dow): 2013-12-01 Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-15:2010 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelistete Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC

26、 60068-2-20 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-20. 2 DIN EN 60749-15:2011-06 EN 60749-15:2010 + AC:2011 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Allgemeines4 3 Prfeinrichtung .4 3.1 Ltbad 4 3.2 Tauchmechanik 4 3.3 Khlkrper oder Wrmeschutzschirmungen4 4 Materialien und Hilfsstoffe5 4.1 Lot.5

27、 4.2 Flussmittel (Flux)5 5 Prfdurchfhrung5 5.1 Vorbehandlung der zu prfenden Bauelemente (Pre-Conditioning)5 5.2 Vorbereiten des Lotbades 6 5.3 Verwendung von Flussmitteln 6 5.4 Tauchen ins Lot6 5.5 Vorsichtsmanahmen 6 5.6 Messungen.6 5.7 Fehler- und Beurteilungskriterien .6 6 bersicht der wichtigen

28、 Angaben 6 Literaturhinweise 7 Tabellen Tabelle 1 Kenngren fr das Ltbad-Verfahren5 3 DIN EN 60749-15:2011-06 EN 60749-15:2010 + AC:2011 1 Anwendungsbereich In diesem Teil der IEC 60749 ist ein Prfverfahren festgelegt, um bei in Gehusen montierten Halbleiter-Bauelementen zur Durchsteckmontage (THT, e

29、n: through hole technology) deren Bestndigkeit gegenber Wrmeeinwirkungen zu bestimmen, denen die Bauelemente whrend des Ltens ihrer Anschlsse ausge-setzt sind, und zwar sowohl beim Wellenlten als auch beim Lten mit dem Handltkolben. Das Ltbadverfahren (Solder-Dip) wird aufgrund seiner gut beherrschb

30、aren Bedingungen verwendet, um ein standardisiertes Prfverfahren fr die am besten reproduzierbaren Verfahren festzulegen. Mit Hilfe dieses Prfverfahrens wird bestimmt, ob Bauelemente fhig sind, gegenber der bei der Leiterplattenfertigung auf-tretenden Ltwrme bestndig zu sein, und zwar ohne Degradati

31、onen der elektrischen Eigenschaften oder der inneren Verbindungen. Dieses ist ein zerstrendes Prfverfahren und darf fr Bauelemente-Qualifikationen, Annahmeprfungen von Fertigungslosen und als Fertigungs-Monitor verwendet werden. Dieses Prfverfahren entspricht im Allgemeinen IEC 60068-2-20, allerding

32、s sind infolge der besonderen Anforderungen an Halbleiterbauelemente die Festlegungen dieser Norm anzuwenden. 2 Allgemeines Die Wrme wird vom aufgeheizten Lot von der Leiterplatten-Unterseite ber die Bauelementeanschlsse in das Bauelementegehuse geleitet. Dieses Prfverfahren simuliert weder das Well

33、enlten noch die Wrme-beanspruchung beim Reflowlten auf der Seite der Leiterplatte, auf der die Bauelemente sind. 3 Prfeinrichtung 3.1 Ltbad Es ist ein Ltbad von ausreichender Gre fr mindestens 1 kg Lot zu verwenden. Die Abmessungen des Ltbades mssen das vollstndige Eintauchen der Bauelementeanschlss

34、e ohne Berhrung seines Bodens zulassen. Die Einrichtung muss das Lot auf der in Tabelle 1 festgelegten Temperatur halten. 3.2 Tauchmechanik Es ist eine Tauchmechanik zu verwenden, mit der die Geschwindigkeiten beim Ein- und Auftauchen der Bauelementeanschlsse gesteuert sowie die Verweildauer nach Ta

35、belle 1 realisiert werden kann. 3.3 Khlkrper oder Wrmeschutzschirmungen Falls zutreffend, sind nach den Festlegungen der entsprechenden Spezifikation Khlkrper oder Wrme-schutzschirmungen vor der Prfbeanspruchung am Bauelement zu befestigen. 4 DIN EN 60749-15:2011-06 EN 60749-15:2010 + AC:2011 Tabell

36、e 1 Kenngren fr das Ltbad-Verfahren Kenngren Prfbedingung A (fr Wellenlten) Prfbedingung B(fr Ltkolben) Lot-Temperatur C 260 5 350 5 Tauchzyklen 2 2 Eintauchgeschwindigkeit mm s1 25 5 25 5 Verweildauer s 10 5 10 5 Auftauchgeschwindigkeit mm s125 5 25 5 Abstand zwischen Lotbad und Gehusekrper mm 1,5

37、0,5 1,5 0,5 4 Materialien und Hilfsstoffe 4.1 Lot Die Lotspezifikation muss wie folgt sein: Chemische Zusammensetzung fr Blei-Zinn(PbSn)-Lot muss die Zusammensetzung in Masseprozent wie folgt sein: Zinn: 59 % bis 65 %; Blei: brig bleibender Anteil. Chemische Zusammensetzung fr Blei(Pb)-freies Lot mu

38、ss die Zusammensetzung in Masseprozent wie folgt sein: Silber: 3 % bis 4 %; Kupfer: 0,5 % bis 1 %; Zinn: brig bleibender Anteil Das Lot darf keine Verunreinigungen enthalten, die dessen Eigenschaften ungnstig beeinflussen. Weitere Lote und ihre anzuwendenden Badtemperaturen drfen nach den Festlegung

39、en der entsprechenden Spezifikation verwendet werden. 4.2 Flussmittel (Flux) Falls ein Flussmittel vor der Lottauch-Beanspruchung appliziert wird, muss das Flussmittel aus 25 % Masse-anteilen Kolophonium und 75 % Isopropanol bestehen, sofern in der entsprechenden Spezifikation nichts anderes festgel

40、egt ist. 5 Prfdurchfhrung 5.1 Vorbehandlung der zu prfenden Bauelemente (Pre-Conditioning) Jede besondere Vorbehandlung der zu prfenden Bauelemente vor der Beanspruchung muss der relevanten Spezifikation entsprechen. Diese Vorbehandlungen drfen solche Arbeitsgnge wie Biegen und Ausrichten der Bauele

41、menteanschlsse oder das Befestigen der Khlkrper und Wrmeschutzschirmungen vor dem Tauchen einschlieen. 5 DIN EN 60749-15:2011-06 EN 60749-15:2010 + AC:2011 5.2 Vorbereiten des Lotbades Die Lotschmelze ist umzuwlzen, um eine homogene Temperaturverteilung zu sichern. Die Schlacke an der Oberflche des

42、geschmolzenen Lotes ist unmittelbar vor dem Eintauchen des Bauelementes abzustreichen. 5.3 Verwendung von Flussmitteln Falls in der entsprechenden Spezifikation festgelegt, sind alle Anschlsse des zu prfenden Bauelementes vor dem Eintauchen in das Lot in das Flussmittel zu tauchen; berschssiges Flus

43、smittel ist innerhalb einer geeigneten Zeit durch Abtropfen zu entfernen. 5.4 Tauchen ins Lot Das zu prfende Bauelement ist in der Tauchmechanik (siehe 3.2) zu befestigen, anschlieend sind die Bauelementeanschlsse in die Lotschmelze so weit einzutauchen, bis der Gehusekrper des beanspruchten Bauelem

44、entes den festgelegten Abstnden nach Tabelle 1 entspricht. Die Kennwerte fr die Lottemperatur, die Verweildauer, die Anzahl der Tauchzyklen sowie die Geschwindigkeiten des Ein- und Auftauchens sind in Tabelle 1 festgelegt. Falls in der entsprechenden Spezifikation nicht anders festgelegt, ist die Pr

45、fbedingung A zu verwenden. Nach den Tauchbeanspruchungen muss das Bauelement in Luft abkhlen, und wenn Flussmittel verwendet wurde, sind die Flussmittelreste mittels Ethanol oder Propanol zu entfernen. 5.5 Vorsichtsmanahmen Vor und nach dem Eintauchen ins Lot ist mittels geeigneter Manahmen ein berm

46、iges Einwirken der vom Lotbad abgestrahlten Wrme auf das Bauelement zu verhindern. 5.6 Messungen Dichtheitsprfungen bei hermetisch verkappten Bauelementen, die Sichtprfung und elektrische Messungen, bestehend aus Messungen elektrischer Kenngren und dem Nachweis der Funktionen, sind nach den Festlegu

47、ngen in der entsprechenden Spezifikation durchzufhren. 5.7 Fehler- und Beurteilungskriterien Ein Bauelement ist als fehlerhaft zu betrachten, wenn die Dichtheit bei den hermetisch verkappten Bau-elementen nicht nachgewiesen werden kann oder wenn sowohl unter Nenn- als auch Worst-Case-Bedingungen nac

48、h den Festlegungen der entsprechenden Spezifikation entweder die Prf-Grenzwerte der elektrischen Kenngren berschritten werden oder die Funktion nicht nachgewiesen werden kann. Mecha-nische Beschdigungen wie Gehuserisse (Package-Cracking), Gehuseabsplitterungen oder Brche des Gehuses (bei 10facher bis 20facher Vergrerung) werden ebenfalls als Fehler betrachtet, wenn diese Schden weder durch das Befestigen noch durch die Handhabung des Bauelementes verursacht wurden. 6 bersicht der wichtigen Angaben Folgende Angaben sind in der entsprechenden Spezifikation festzulegen: a) Ver