DIN EN 60749-37-2008 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods - Part 37 Board level drop test method using an accelerometer (IEC 60749-37 2008) German version E.pdf

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1、August 2008DEUTSCHE 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、080.01!$OC)“1443206www.din.deDDIN EN 60749-37Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren Teil 37: Prfverfahren Fall der Leiterplatte unter Verwendung einesBeschleunigungs-Messgertes (IEC 60749-37:2008);Deutsche Fassung EN 60749-37:2008Semiconductor devices Mechanical and climatic

3、test methods Part 37: Board level drop test method using an accelerometer (IEC 60749-37:2008);German version EN 60749-37:2008Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais mcaniques et climatiques Partie 37: Mthode dessai de chute au niveau de la carte avec utilisation dunacclromtre (CEI 60749-37:2008)

4、;Version allemande EN 60749-37:2008Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 22 SeitenDIN EN 60749-37:2008-08 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2008-03-01 angenommene EN 60749-37 gilt als DIN-Norm ab 2008-08-01. Nationales Vorwort Vorausgegangene

5、r Norm-Entwurf: E DIN IEC 60749-37:2005-12. 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

6、“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result 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 K

7、omitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Eine Auflistung aller Teile der Normenreihe DIN EN 60749 mit dem Titel Halbleiterbauelemente Mecha-nische und klimatische Prfverfahren“ ist auf der DKE-Internetseite (www.dke.de) zu finden. Fr den Fall eine

8、r 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 Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Ve

9、rweisung 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, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beisp

10、iel: 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 EN 60749-37 April 2008 ICS 31.080.01 Deutsche Fassung Halbleiterbauelemente Mechanische und klimatische Prfverfahren

11、 Teil 37: Prfverfahren Fall der Leiterplatte unter Verwendung eines Beschleunigungs-Messgertes (IEC 60749-37:2008) Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 37: Board level drop test method using an accelerometer (IEC 60749-37:2008) Dispositifs semiconducteurs Mthodes dessais m

12、caniques et climatiques Partie 37: Mthode dessai de chute au niveau de la carte avec utilisation dun acclromtre (CEI 60749-37:2008) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2008-03-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingung

13、en 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 Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhl

14、tlich. 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 Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den

15、 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, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, ster

16、reich, 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 Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normal

17、isation Electrotechnique Zentralsekretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2008 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 60749-37:2008 DDIN EN 60749-37:2008-08 EN 60749-37:2008 2 Vorwor

18、t Der Text des Schriftstcks 47/1937/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 60749-37, ausgearbeitet von dem IEC TC 47 Semiconductor devices“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2008-03-01 als EN 60749-37 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Da

19、tum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2008-12-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2011-03-01 Der Anhang ZA wurde von CENEL

20、EC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 60749-37:2008 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. DIN EN 60749-37:2008-08 EN 60749-37:2008 3 Inhalt SeiteVorwort .2 Einleitung4 1 Anwendungsbereich.5 2 Normative Verweisungen .5 3 Begriffe

21、.6 4 Prfeinrichtung und Bauelemente7 4.1 Prfeinrichtung .7 4.2 Zu prfende Bauelemente7 4.3 Prfleiterplatte (Testboard) 7 4.4 Bestckung der Prfleiterplatte7 4.5 Anzahl der Bauelemente und Probenumfang8 5 Prfdurchfhrung9 5.1 Prfeinrichtung und Einstellwerte.9 5.2 Anfangsmessungen .10 5.3 Fallbeanspruc

22、hung.11 6 Ausfallkriterien und Ausfallanalyse 12 7 Liste wichtiger Angaben .13 Anhang A (informativ) Empfehlungen fr Aufbau, Werkstoffe, Entwurf und Layout der Leiterplatte15 A.1 Empfehlungen fr Aufbau, Werkstoffe und Entwurf der Leiterplatte15 A.2 Empfehlungen fr Gre, Layout und Bestckpositionen de

23、r Prfleiterplatte.17 Literaturhinweise 19 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen20 Bilder Bild 1 bliche Fallprfeinrichtung und Montageschema fr eine montierte Leiterplatte.9 Bild 2 Grafische Darstellung und Glei

24、chungen eines blichen Halbsinus-Schockimpulses .11 Bild 3 Grundschwingungsbild einer Leiterplatte, die mit vier Schrauben befestigt wurde 13 Bild A.1 Empfohlene Gre und Layout der Prfleiterplatte .18 Tabellen Tabelle 1 Anzahl der fr die Prfung erforderlichen Prfleiterplatten und Bauelemente8 Tabelle

25、 2 Bauelemente-Bestckpositionen fr Prfleiterplatten .13 Tabelle A.1 Lagenaufbau (Stack-up) und Werkstoffe der Prfleiterplatte.15 Tabelle A.2 Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften der isolierenden Werkstoffe .16 Tabelle A.3 Empfohlene Padgren der Prfleiterplatte und ffnungen der Ltstoppmask

26、e17 Tabelle A.4 X,Y-Positionen fr Bauelemente-Mittenlage18 DIN EN 60749-37:2008-08 EN 60749-37:2008 4 Einleitung Tragbare elektronische Gerte (Handhelds) gehren in die Marktsegmente fr Endverbraucher und tragbare Anwendungen. Die tragbaren elektronischen Gerte umfassen Kameras, Taschenrechner, Mobil

27、telefone, Pager (Funkrufempfnger), Palms (Palmtop-PCs), Karten der Personal Computer Memory Card International Association (PCMCIA-Cards), Chipkarten (Smart-Cards), persnliche digitale Assistenten (PDAs) und andere elektronische Gerte, welche bequem in einer Jackentasche verstaut und whrend des Betr

28、iebs in der Hand des Anwenders gehalten werden knnen. Diese tragbaren elektronischen Gerte sind wegen ihrer Gre und Masse prdestiniert, whrend ihrer nutzbaren Lebensdauer herunterzufallen. Dieses Ereignis des (Herunter-)Fallens kann nicht nur mechanisch bedingte Ausflle im Gehuse des Gertes verursac

29、hen, sondern auch auf den bestckten Leiterplatten (PCB; en: printed circuit board), welche innerhalb des Gertes montiert wurden, kann es elektrisch bedingte Ausflle durch den Energietransfer ber die Haltevorrichtungen der Leiterplatte geben. Die elektrisch beding-ten Ausflle knnen durch verschiedene

30、 Ursachen hervorgerufen werden wie beispielsweise Risse (Cracks) in der Leiterplatte, Risse (Cracks) in den Leitern auf der Leiterplatte, Risse (Cracks) in den Ltstellen zwischen Bauelement und Leiterplatte sowie Risse (Cracks) in den Bauelementen selbst. Die Hauptausfallursache ist das bermige Durc

31、hbiegen der Leiterplatte infolge der auf die Leiterplatte wirkenden Beschleunigung, welche durch das Herunterfallen des tragbaren elektronischen Gertes erzeugt wird. Das Durchbiegen der Leiterplatte verursacht eine Relativbewegung zwischen der Leiterplatte und den auf ihr montierten Bauelementen, wo

32、durch Ausflle in den Bauelementen, den Ltstellen oder der Leiterplatte auftreten. Der Ausfall ist abhngig von der Kombination aus Design (Layout), konstruktivem Aufbau, Werkstoffen, Dicke und Oberflchenfinish der Leiterplatte, von den Verbindungswerkstoffen (Loten) und dem Stand-off sowie der Gre de

33、r Bauelemente. Eine Korrelation zwischen den Prf- und Feldbedingungen ist noch nicht vollstndig abgeschlossen. Folgerichtig ist das Prfverfahren gegenwrtig eher fr Vergleiche hinsichtlich des Bauelementeverhaltens anzuwenden als fr eine Gut/Schlecht-Beurteilung. Die Prfresultate sollten vielmehr daz

34、u verwendet werden, die existierenden Daten zu verbessern oder eine Grundlage fr potenzielle Entwicklungsvorhaben in den Gehuse- und Leiterplattentechnologien aufzubauen. Die Vergleichbarkeit zwischen unterschiedlichen Prforten, Datenerhebungsarten und Leiterplattenherstellern ist auf Basis der exis

35、tierenden Daten nicht in vollem Umfang nachweisbar. Als ein Resultat dessen mssen beim Verwenden der Daten fr den direkten Vergleich von Bauelementen hinsichtlich der Leistungs- und Funktionsfhigkeit als Erstes Untersuchungen zur Kompatibilitt durchgefhrt werden, um nachzuweisen, dass die Prfdaten t

36、atschlich bei unterschiedlichen Prforten und Prfbedingungen vergleichbar sind. Dieses Prfverfahren ist nicht geeignet, eine vollstndige Beanspruchungscharakterisierung zu ersetzen, denn eine solche knnte wesentlich umfangreichere Probenumfnge und eine grere Anzahl von Fall-beanspruchungen erfordern.

37、 Infolge der hier festgelegten begrenzten Probenumfnge und der Anzahl der Fallbeanspruchungen ist es mglich, dass nicht in jedem Fall gengend Ausfalldaten fr eine vollstndige statistische Analyse erzeugt werden. DIN EN 60749-37:2008-08 EN 60749-37:2008 5 1 Anwendungsbereich In diesem Teil der IEC 60

38、749 ist ein Prfverfahren festgelegt, mit dem man in der Lage ist, das Verhalten von oberflchenmontierbaren Bauelementen fr Anwendungen in tragbaren elektronischen Gerten (Handhelds) bei Beanspruchungen durch einen freien Fall einzuschtzen und zu vergleichen, wobei unter beschleuni-genden Prfbeanspru

39、chungen durch das bermige Durchbiegen einer Leiterplatte Gerteausflle verur-sacht werden. Der Zweck besteht in einer Vereinheitlichung der Prfleiterplatte und der Prfdurchfhrung, um eine reproduzierbare Einschtzung des Verhaltens von oberflchenmontierbaren Bauelementen bei Bean-spruchungen durch fre

40、ien Fall zu erhalten, indem die gleichen Ausfallursachen nachgebildet werden, welche normalerweise whrend einer Beanspruchung auf Gerteebene zu beobachten sind. Der Zweck dieser Norm ist die Beschreibung einer standardisierten Durchfhrung von Prfbeanspruchung und Auswertung. Sie ist nicht geeignet f

41、r eine Bauelemente-Qualifikationsprfung und sie ist auch kein Ersatz fr irgendeine Fallprfung des gesamten Gertes, welche notwendig sein knnte, um ein bestimmtes tragbares elektronisches Gert zu qualifizieren. Diese Norm ist nicht geeignet, jene Fallbeanspruchungen zu behandeln, welche erforderlich

42、sind, um die Schockbeanspruchungen zu simulieren, welche beim Verpacken und Handling von elektronischen Bauelementen oder bestckten Leiterplatten auftreten. Diese Prfanforde-rungen sind bereits in Prfverfahren wie beispielsweise IEC 60749-10 festgelegt. Das vorliegende Prfver-fahren kann bei oberflc

43、henmontierbaren Bauelementen mit Bauelementeanschluss-Ausfhrungen sowohl in Area-Array-Technologie (flchige Matrixanordnung der Pins) als auch in Perimeter-Lead-Technologie (an den Gehuseseiten angeordnete Pins) angewandt werden. Bei diesem Prfverfahren wird ein Beschleunigungsmessgert (Akzeleromete

44、r) verwendet, um die Dauer und Amplitude der ausgebten mechanischen Stobelastung (Schock) zu messen, wobei der Schock proportional zu einer Beanspruchung bei einem gegebenen Bauelement ist, das auf eine Standard-Prfleiterplatte montiert wurde. Bei dem Prfverfahren nach der zuknftigen IEC 60749-401)w

45、ird ein Dehnungsmessgert verwendet, um die Dehnung und Dehnungsrate einer Leiterplatte in unmittelbarer Nachbarschaft zu einem montierten Bauelement zu messen. In der Detailspezifikation wird dargelegt, welches Prfverfahren zu benutzen ist. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente

46、sind fr die 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 60749-10:2002, Semiconductor devices Mechanical and cli

47、matic test methods Part 10: Mechanical shock IEC 60749-20, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part 20: Resistance of plastic-encapsulated SMDs to the combined effect of moisture and soldering heat IEC 60749-20-1, Semiconductor devices Mechanical and climatic test methods Part

48、 20-1: Handling, packing, labelling, and shipping of surface mount devices sensitive to the combined effect of moisture and soldering heat2)1)In Beratung. 2)In Vorbereitung. DIN EN 60749-37:2008-08 EN 60749-37:2008 6 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe. 3.1 Bauelement Halbleiterbauteil in einem Gehuse 3.2 einseitig bestckte Leiterplatte bestckte Leiterplatte, bei der die Bauelemente nur auf eine Seite der Leiterplatte montiert werden 3.3 zweiseitig bestckte Leiterplatte bestckte Leiterplatte, wobei die Bauelemente sowohl auf der Ober- als auch au