DIN EN 60749-25-2004 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 25 Temperature cycling (IEC 60749-25 2003) German version EN 60749-25 2003《半导体器件 机械和气候试验方法 .pdf

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1、April 2004DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut f r Normung e.V. Jede Art der Vervielf ltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut f r Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS

2、31.080.01;GF 9536564www.din.deXDIN EN 60749-25Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Pr fverfahren Teil 25: Zyklische Temperaturwechsel (IEC 6074925:2003);Deutsche Fassung EN 6074925:2003Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 25: Temperature cycling (IEC 6074925:2

3、003); German version EN 6074925:2003Dispositifs semiconducteurs Mthodes d essais mcaniques et climatiques Partie 25: Cycles de temprature (CEI 6074925:2003);Version allemande EN 60749 25:2003Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinTeilweiser Ersatz f rDIN EN 60749:200209Siehe j

4、edoch Vorwortwww.beuth.deGesamtumfang 15 SeitenDIN EN 60749-25:2004-042Nationales VorwortNorm-Inhalt war verffentlicht als E DIN EN 60749-25:2002-09.Fr die vorliegende Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 631 Halbleiterbauelemente der DKEDeutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationst

5、echnik im DIN und VDE zustndig.Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 47 Semiconductor devices erarbeitet. Sie geht auf einen Be-schluss des TC 47 zurck, die in IEC 60749 enthaltenen Prfverfahren in getrennten Teilen zu verffent-lichen. Nach Abschluss der von IEC/TC 47 beschlossenen kompletten

6、berarbeitung der IEC 60749 und derAufteilung in jeweils einen Teil der Reihe IEC 60749 je Prfverfahren wird die Reihe der Normen voraussicht-lich aus 36 Teilen bestehen.Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zum Jahr 2007 unverndert bleibensoll. Zu diesem Zeitpunkt w

7、ird 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 desAusgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabe

8、lle, ein Bild usw.) bezieht sich dieVerweisung 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 inBezug genommene Ausgabe der Norm.Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den ents

9、prechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit einZusammenhang 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 insDeutsche Normenwerk aufgenommen.IEC hat 1997 die Benummerun

10、g der IEC-Publikationen gendert. Zu den bisher verwendeten Normnummernwird jeweils 60000 addiert. So ist zum Beispiel aus IEC 68 nun IEC 60068 geworden.nderungenGegenber DIN EN 60749:2002-09 wurden folgende nderungen vorgenommen:a) Aufteilung der Norm in einzelne Prfnormen;b) vollstndige Neufassung

11、der in DIN EN 60749, Kapitel 3, Abschnitt 1.1, enthaltenen Prfung. Dies betrifftsowohl das Verfahren als auch die Prfdurchfhrung.Frhere AusgabenDIN 41794-1: 1972-06DIN IEC 60749: 1987-09DIN EN 60749: 2000-02DIN EN 60749: 2001-09DIN EN 60749: 2002-09Beginn der GltigkeitDie EN 60749-25 wurde am 2003-0

12、9-01 angenommen.Daneben drfen die Festlegungen von Kapitel 3, Abschnitt 1.1 der DIN EN 60749:2002-09 noch bis2006-09-01 angewendet werden.EUROPISCHE NORMEUROPEAN STANDARDNORME EUROPENNEEN 60749-25September 2003ICS 31.080.01Deutsche FassungHalbleiterbauelementeMechanische und klimatische Prfverfahren

13、Teil 25: Zyklische Temperaturwechsel(IEC 60749-25:2003)Semiconductor devicesMechanical and climatic test methodsPart 25: Temperature cycling(IEC 60749-25:2003)Dispositifs semiconducteursMthodes dessais mcaniques et climatiquesPartie 25: Cycles de temprature(CEI 60749-25:2003)Diese Europische Norm wu

14、rde von CENELEC am 2003-09-01 angenommen. Die CENELEC-Mitgliedersind 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 gebenist.Auf dem letzten Stand befindliche Liste

15、n dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angabensind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich.Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). EineFassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mi

16、tglied in eigener Verantwortung durchbersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat dengleichen Status wie die offiziellen Fassungen.CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Dnemark,Deutschland, Finnland, Frankre

17、ich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Litauen, Luxemburg, Malta, denNiederlanden, Norwegen, sterreich, Portugal, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Spanien, derTschechischen Republik, Ungarn und dem Vereinigten Knigreich.CENELECEuropisches Komitee fr Elektrotechnische NormungEuropean Committ

18、ee for Electrotechnical StandardizationComit Europen de Normalisation ElectrotechniqueZentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2003 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren,sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten.Ref. Nr. EN 60749

19、-25:2003 DEN 60749-25:20032VorwortDer Text des Schriftstcks 47/1696/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60749-25, ausgearbeitet von demIEC TC 47 Semiconductor devices, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und vonCENELEC am 2003-09-01 als EN 60749-25 angenommen.Dieses mechanische un

20、d klimatische Prfverfahren ist, soweit es sich auf Temperaturwechsel bezieht, einevollstndige Neufassung der in EN 60749:1999, Kapitel 3, Abschnitt 1.1, enthaltenen Prfung.Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebenedurch Verffentlichung einer identischen

21、nationalenNorm oder durch Anerkennung bernommen werdenmuss (dop): 2004-06-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, dieder EN entgegenstehen, zurckgezogen werdenmssen (dow): 2006-09-01Anhnge, die als normativ bezeichnet sind, gehren zum Norm-Inhalt.In dieser Norm ist Anhang ZA normativ.Der Anhang

22、ZA wurde von CENELEC hinzugefgt.AnerkennungsnotizDer Text der Internationalen Norm IEC 60749-25:2003 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderungals Europische Norm angenommen.EN 60749-25:20033InhaltSeiteVorwort. 21 Anwendungsbereich 42 Normative Verweisungen. 43 Begriffe 44 Prfeinrichtung. 65 Prfdur

23、chfhrung. 65.1 Anfangsmessungen. 65.2 Prfablauf 65.3 Zyklenfrequenz 75.4 Hchste und kleinste Verweildauer . 85.5 Hchst- und Kleinstwert der Prftemperatur . 95.6 Beanspruchungsarten 95.7 Zyklusdauer . 95.8 Temperaturnderungs-Geschwindigkeit 95.9 berfhrungsdauer 105.10 Nachbehandlung 115.11 Endmessung

24、en 115.12 Fehlerkriterien (Beurteilungskriterien) . 116 bersicht der wichtigen Angaben 11Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihrenentsprechenden europischen Publikationen .13Bilder und TabellenBild 1 Reprsentatives Temperaturprofil fr Temperaturwechsel-Be

25、anspruchungen 12Tabelle 1 Prfbedingungen fr Temperaturwechsel-Beanspruchungen 8Tabelle 2 Bedingungen fr die Beanspruchungsart . 9Tabelle 3 Typische Frequenzen und Beanspruchungsarten fr die Prfbedingungen 10Tabelle 4 Empfohlene Prfbedingungen fr die Temperaturwechsel-Beanspruchung vonLtverbindungen

26、10EN 60749-25:200341 AnwendungsbereichIn diesem Teil der IEC 60749 ist ein Prfverfahren festgelegt, um bei Halbleiterbauelementen sowie anderenBauelementen und/oder bestckten Leiterkarten die Bestndigkeit gegenber mechanischen Beanspruchun-gen, welche durch das Wechseln zwischen hohen und niedrigen

27、Temperaturen entstehen, zu bestimmen.Durch diese mechanischen Beanspruchungen knnen bleibende nderungen bei elektrischen und/oderphysikalischen Kenngren entstehen.Dieses Prfverfahren entspricht im Allgemeinen IEC 60068-2-14; allerdings sind, bedingt durch die besonde-ren Anforderungen an Halbleiterb

28、auelemente, die Abschnitte der vorliegenden Norm anzuwenden.Dieses Prfverfahren ist bei der Ein-, Zwei- und Dreikammer-Temperaturwechselmethode anwendbar und giltfr das Prfen sowohl von Bauelementen als auch von Ltverbindungen. Bei der Einkammer-Wechsel-methode wird die Gesamtprflast in eine station

29、re Prfkammer eingebracht und anschlieend sowohlerwrmt als auch abgekhlt, indem erwrmte Luft, Umgebungsluft oder abgekhlte Luft in die Kammereingeleitet (eingeblasen) wird. Bei der Zweikammer-Wechselmethode wird die Gesamtprflast auf einembeweglichen Schlitten befestigt, welcher zwischen den stationr

30、en Kammern hin- und hergefahren wird,dabei werden die Kammern auf festen Temperaturwerten gehalten. Bei der Dreikammer-Wechselmethodewird die Gesamtprflast zwischen den drei Kammern hin- und hergefahren.2 Normative VerweisungenDie folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments

31、erforderlich. Bei datiertenVerweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Aus-gabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen).IEC 60068-2-14:1984, Basic environmental testing procedures Part 2: Tests Test N: Change of tempera

32、-ture3 BegriffeFr die Anwendung dieses Teils der IEC 60749 gelten folgende Begriffe.3.1GesamtprflastPrfraumbelastungPrfling(e) und entsprechende Befestigungs- und Haltevorrichtungen (Trays, Regale usw.) in der Prfkammerwhrend der Beanspruchung3.2ArbeitsbereichRaum in der (den) Prfkammer(n), in welch

33、er (welchen) die Temperatur der Gesamtprflast innerhalb derfestgelegten Bedingungen aufrechterhalten wird3.3BeanspruchungstemperaturTsTemperatur der Prflinge whrend der Temperaturwechsel, so wie sie mit am Bauelementekrper befestigtenund/oder in ihn eingebauten/eingebetteten Thermoelementen oder qui

34、valenten Temperatur-Messeinrich-tungen gemessen werdenANMERKUNG Mit den Thermoelementen oder gleichwertigen Temperaturmesseinrichtungen muss unabhngig vomverwendeten Befestigungs- oder Einbettungsverfahren sichergestellt sein, dass die gesamte Masse des Prflings (derPrflinge) die Temperaturgrenzwert

35、e erreicht und die Anforderungen zur Verweildauer erfllt.EN 60749-25:200353.4Hchstwert der BeanspruchungstemperaturTs, maxhchste Temperatur, welcher der (die) Prfling(e) ausgesetzt wird (werden), so wie sie mit Hilfe der Thermo-elemente gemessen wird (siehe 3.3)3.5Kleinstwert der Beanspruchungstempe

36、raturTs, minniedrigste Temperatur, welcher der (die) Prfling(e) ausgesetzt wird (werden), so wie sie mit Hilfe der Ther-moelemente gemessen wird (siehe 3.3)3.6berfhrungsdauererforderliche Zeit zum Umsetzen (Umlagern) der Gesamtprflast aus der einen Temperaturkammer in dieandere KammerANMERKUNG Das U

37、msetzen der Gesamtprflast ist bei der Zwei- und Dreikammer-Wechselmethode anzuwenden.3.7hchste Gesamtprflasthchste Gesamtprflast, welche in die Kammer eingebracht werden kann und bei der die festgelegten Anfor-derungen an die Temperaturwechsel-Beanspruchungen noch eingehalten werden, so wie sie mit

38、Hilfe derThermoelemente gemessen werden (siehe 3.3)3.8Beanspruchungstemperatur-DifferenzTDifferenz zwischen den festgelegten Temperaturen Ts, maxund Ts, minaus den Prfbedingungen fr die Tem-peraturwechsel-Beanspruchungen (siehe Tabelle 1)3.9VerweildauerBeanspruchungsdauerGesamtzeit, in der sich die

39、Temperatur des Prflings innerhalb eines festgelegten Bereiches um die jeweilsfestgelegten Temperaturen Ts, maxund Ts, minbefindetANMERKUNG Dieser Bereich ist definiert als die Zeit, in welcher sich die Beanspruchungstemperatur Tseinerseits frdas obere Ende des Beanspruchungszyklus zwischen 5 C bis +

40、10 C bzw. +15 C (abhngig von der Grenzabwei-chung fr die jeweilige Prfbedingung) bezglich der festgelegten Temperatur Ts, maxund andererseits fr das untereEnde des Beanspruchungszyklus zwischen +5 C bis 10 C bezglich der festgelegten Temperatur Ts, minbefindet.3.10PrftemperaturTemperaturbereich zwis

41、chen 5 C und +10 C bzw. +15 C (abhngig von der Grenzabweichung fr die je-weilige Prfbedingung) bei der festgelegten Temperatur Ts, maxund zwischen +5 C und 10 C bei der fest-gelegten Temperatur Ts, min3.11ZyklusdauerZeit zwischen einem hohen und dem nchsten hohen Temperaturgrenzwert bzw. einem niedr

42、igen und demnchsten niedrigen TemperaturgrenzwertANMERKUNG Siehe Bild 1 fr einen gegebenen Prfling.3.12Temperaturnderungs-GeschwindigkeitGeschwindigkeit des Temperaturanstiegs oder -abfalls des (der) Prflings (Prflinge) pro ZeiteinheitEN 60749-25:20036ANMERKUNG 1 Die Temperaturnderungs-Geschwindigke

43、it sollte im zeitlichen Profil der Beanspruchung beim linearenAnteil gemessen werden, welcher im Allgemeinen im Bereich zwischen den 10 %- und 90 %-Werten der Prftemperatu-ren liegt (siehe Punkte a) und b) in Bild 1).ANMERKUNG 2 Die nderungsgeschwindigkeit kann von der Gesamtprflast abhngig sein und

44、 sollte deshalb fr dieentsprechende Gesamtprflast verifiziert werden.3.13Prfbedingungen (Schrfegrade)Prfbedingungen sind die whlbaren verschiedenen Temperaturwechselbereiche nach Tabelle 13.14Beanspruchungsartkleinste Verweildauer bei hchster und kleinster Prftemperatur. Jede Prfbedingung hat vier m

45、glicheBeanspruchungsarten. Diese Beanspruchungsarten sind in Tabelle 2 aufgefhrt. Die Wahl der jeweiligenBeanspruchungsart hngt vom entsprechenden Ausfallmechanismus ab4 PrfeinrichtungDie verwendete(n) Prfkammer(n) muss (mssen) in der Lage sein, die festgelegten Temperaturen und dieZyklusdauern in d

46、em (den) Arbeitsbereich(en) zu realisieren und zu regeln, wenn die Kammer mit derhchsten Gesamtprflast beansprucht wird. Die direkte Wrmeleitung zu dem (den) Prfling(en) ist zu mini-mieren. Die Fhigkeit jeder Kammer zum Erfllen der Anforderungen bezglich der Beanspruchungstempe-ratur muss fr jede Ka

47、mmer bei einer festgelegten Gesamtprflast nach einem oder beiden folgendenVerfahren nachgewiesen werden:a) Regelmiges Kalibrieren einerseits unter Verwendung von mit Messeinrichtungen modifizierten Bau-teilen bei hchster Gesamtprflast sowie andererseits stndiges Monitoring bei jeder Prfung berTemper

48、aturmessungen mit solchen fest installierten Thermoelementen, um adquat die Wiederhol-przision sicherzustellen.b) Stndiges Monitoring bei jeder Prfung unter Verwendung von mit Messeinrichtungen modifizierten Bau-teilen, welche an den Stellen mit den ungnstigsten Temperaturverhalten (z. B. an den Eck

49、en oder in derMitte der Gesamtprflast) angeordnet sind.5 Prfdurchfhrung5.1 AnfangsmessungenMit dem Prfling sind die uere Sichtprfung sowie die elektrischen und mechanischen Prfungen nach denFestlegungen der entsprechenden Spezifikation durchzufhren.5.2 Prfablaufa) Der Prfling ist unverpackt sowie ohne (elektrische)