DIN EN 61189-11-2014 Test methods for electrical materials printed boards and other interconnection structures and assemblies - Part 11 Measurement of melting temperature or meltin.pdf

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1、Februar 2014DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN 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

2、31.180!%*“2079888www.din.deDDIN EN 61189-11Prfverfahren fr Elektromaterialien, Leiterplatten und andereVerbindungsstrukturen und Baugruppen Teil 11: Messung der Schmelztemperatur oderSchmelztemperaturbereiche von Lotlegierungen (IEC 61189-11:2013);Deutsche Fassung EN 61189-11:2013Test methods for el

3、ectrical materials, printed boards and other interconnection structuresand assemblies Part 11: Measurement of melting temperature or melting temperature ranges of solderalloys (IEC61189-11:2013);German version EN 61189-11:2013Mthodes dessai pour les matriaux lectriques, les cartes imprimes et autres

4、 structuresdinterconnexion et ensembles Partie 11: Mesure de la temprature de fusion ou des plages de tempratures de fusiondes alliages braser (CEI 61189-11:2013);Version allemande EN 61189-11:2013Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 17 SeitenDIN EN

5、 61189-11:2014-02 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CENELEC am 2013-06-11 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2014-02-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61189-11:2009-11. Fr dieses Dokument ist das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr

6、elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 91 Electronics assembly technology“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bi

7、s 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, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert.

8、 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 Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall e

9、iner 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, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-P

10、ublikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EN 61189-11 Juni 2013 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 31.180 Deutsche Fassung Prfverfahren fr Elektromaterialien, Leiterplatten

11、 und andere Verbindungsstrukturen und Baugruppen Teil 11: Messung der Schmelztemperatur oder Schmelztemperaturbereiche von Lotlegierungen (IEC 61189-11:2013) Test methods for electrical materials, printed boards and other interconnection structures and assemblies Part 11: Measurement of melting temp

12、erature or melting temperature ranges of solder alloys (IEC 61189-11:2013) Mthodes dessai pour les matriaux lectriques, les cartes imprimes et autres structures dinterconnexion et ensembles Partie 11: Mesure de la temprature de fusion ou des plages de tempratures de fusion des alliages braser (CEI 6

13、1189-11:2013) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2013-06-11 angenommen. 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 geben ist. A

14、uf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim CEN-CENELEC Management Centre oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassun

15、g in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem CEN-CENELEC Management Centre mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechni

16、schen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schwed

17、en, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Man

18、agement Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2013 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61189-11:2013 DDIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2013 Vorwort Der Text des Dokuments 91/1086/

19、FDIS, zuknftige 1. Ausgabe der IEC 61189-11, erarbeitet vom IEC/TC 91 Electronics assembly technology“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 61189-11:2013 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler E

20、bene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2014-03-11 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2016-06-11 Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Ele

21、mente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61189-11:2013 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Nor

22、m angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 61189-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61189-1. 2 DIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2013 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen.

23、4 3 Begriffe.4 4 Zusammenfassung der Messverfahren .5 5 Prfgerte.5 5.1 Verfahren A: DSC 5 5.2 Verfahren B: Abkhlkurve von geschmolzenem Lot5 6 Kalibrierung der Temperatur 6 7 Durchfhrung des Messverfahrens6 7.1 Verfahren A: DSC 6 7.2 Verfahren B: Abkhlkurve von geschmolzenem Lot9 Anhang A (normativ)

24、 Prfbericht zu den Schmelztemperaturen von Lotlegierungen.11 Anhang B (informativ) Beispiele von Prfergebnissen (Verfahren A) .12 Anhang C (informativ) Beispiele von Prfergebnissen (Verfahren B).13 Literaturhinweise 14 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisungen auf internationale Publikationen mit

25、ihren entsprechenden europischen Publikationen15 Bilder Bild 1 Bestimmung der Solidustemperatur7 Bild 2 Bestimmung der Temperatur des Schmelzendes.8 Bild 3 Bestimmung der Liquidustemperatur 8 Bild 4 Abkhlkurve von geschmolzenem Lot.10 Bild B.1 Beispiel eines Prfergebnisses (Verfahren A: Sn96,5Ag3Cu0

26、,5-Legierung) 12 Bild B.2 Beispiel eines Prfergebnisses (Verfahren A: Sn95,8Ag3,5Cu0,7-Legierung) .12 Bild C.1 Beispiel eines Prfergebnisses (Verfahren B: Sn96,5Ag3Cu0,5-Legierung)13 Bild C.2 Beispiel eines Prfergebnisses (Verfahren B: Sn95,8Ag3,5Cu0,7-Legierung).13 Tabelle Tabelle 1 Auflistung von

27、Metallen fr die Kalibrierung6 Tabelle A.1 Berichtsformular .11 3 DIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2013 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 61189 beschreibt Verfahren zur Messung der Schmelzbereiche von Lotlegierungen, die hauptschlich fr die Verdrahtung elektrischer Betriebsmittel, fr elektri

28、sche und Kommunikationsaus-rstungen und fr andere Gerte sowie fr die Verbindung von Bauelementen verwendet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Ver

29、weisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly Terms and definitions 1)IEC 61189-3, Test methods for electrical materi

30、als, printed boards and other interconnection structures and assemblies Part 3: Test methods for interconnection structures (printed boards) IEC 61190-1-3, Attachment materials for electronic assembly Part 1-3: Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders f

31、or electronic soldering applications ISO 9453, Soft solder alloys Chemical compositions and forms ISO 11357-1, Plastics Differential scanning calorimetry (DSC) Part 1: General principles 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach IEC 60194, IEC 61189-3, IEC 61190-1-3, ISO

32、9453, ISO 11357-1 und die folgenden Begriffe. 3.1 Schmelztemperaturbereich gesamter Temperaturbereich zwischen der Solidus- und der Liquidustemperatur von Lotlegierungen 3.2 Solidustemperatur mit der dynamischen Differenz-Thermoanalyse (DSC; en.: differential scanning calorimetry) (Verfahren A) best

33、immte Temperatur, bei der Lotlegierungen zu schmelzen beginnen 3.3 Solidustemperatur mit der Abkhlkurve von geschmolzenem Lot (Verfahren B) bestimmte Temperatur, bei der die Erstarrungs-phase von Lotlegierungen endet 3.4 Liquidustemperatur mit der DSC (Verfahren A) fr verschiedene Aufheizraten besti

34、mmte Temperatur, bei der die Schmelzphase endet 3.5 Liquidustemperatur mit der Abkhlkurve von geschmolzenem Lot (Verfahren B) bestimmte Erstarrungstemperatur 1)Die sechste Ausgabe steht zur Verffentlichung an. 4 DIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2013 3.6 DSC-Kurve mit der dynamischen Differenz-The

35、rmoanalyse (DSC) bestimmte Kurve 4 Zusammenfassung der Messverfahren Der Schmelztemperaturbereich von Lotlegierungen wird mit den folgenden Verfahren bestimmt: Verfahren A: Dynamische Differenz-Thermoanalyse (DSC) Verfahren B: Abkhlkurve von geschmolzenem Lot. Der Prfbericht ist nach Anhang A zu ers

36、tellen. 5 Prfgerte 5.1 Verfahren A: Dynamische Differenz-Thermoanalyse (DSC) 5.1.1 DSC Siehe ISO 11357-1. 5.1.2 Waage Die Waage muss eine Auflsung von 0,1 mg oder besser haben. 5.1.3 Tiegel Die Tiegel mssen aus einem Werkstoff mit hoher Wrmebertragungsrate bestehen, der von den Proben nicht angegrif

37、fen wird. blicherweise wird Aluminium verwendet. 5.1.4 Inertgas Zur Vermeidung einer Oxidation der Proben sollte Inertgas (z. B. Stickstoff oder Argon, Reinheit 99,9 %) verwendet werden. 5.1.5 Aluminiumoxidpulver Als Referenzmaterial sollte Aluminiumoxidpulver verwendet werden. Es ist im Messtempera

38、turbereich stabil. Siehe ISO 11357-1. 5.2 Verfahren B: Abkhlkurve von geschmolzenem Lot 5.2.1 Elektroofen Der Elektroofen muss seinen Inhalt auf eine Temperatur von mindestens 400 C erwrmen knnen und gut wrmeisoliert sein. 5.2.2 Thermoelement Ein fr die verwendeten Temperaturen geeignetes Thermoelem

39、ent ist auszuwhlen. Die eingesetzte Aus-gleichsleitung muss fr das verwendete Thermoelement geeignet sein. 5.2.3 Messgert Das Wrmestrommessgert muss Messungen in Intervallen von mindestens 1 s durchfhren knnen. 5 DIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2013 5.2.4 Aufzeichnungsgert Das Gert muss eine Abk

40、hlkurve und Messwerte mit einer Auflsung von 0,1 C aufzeichnen knnen. 5.2.5 Behlter Ein Schmelztiegel aus Grafit oder Keramik ist zu verwenden. 6 Kalibrierung der Temperatur Die Temperaturkalibrierung ist mit den reinen, in Tabelle 1 aufgefhrten Werkstoffen durchzufhren, deren Reinheit mindestens 99

41、,99 % betragen muss. Die Schmelzpunkte von zwei oder mehr reinen Werkstoffen, die nahe an der zu messenden Temperatur liegen mssen, sind unter den gleichen Bedingungen, die fr die Probe gelten, zu messen; fr die Temperaturkorrektur ist aus den ermittelten Messwerten und den in Tabelle 1 angegebenen

42、Schmelztemperaturen eine Kompensationsgleichung mit linearer Funktion zu bestim-men. Tabelle 1 Auflistung von Metallen fr die Kalibrierung Metall Schmelztemperatur C In (Indium ) 156,6 Sn (Zinn) 231,9 Pb (Blei) 327,4 7 Durchfhrung des Messverfahrens 7.1 Verfahren A: DSC 7.1.1 Prfbedingungen 7.1.1.1

43、Probenmasse Die Probenmasse muss 5 mg bis 50 mg betragen. 7.1.1.2 Inertgasstrom Es ist Inertgas zu verwenden. Die Gasdurchflussmenge muss 10 ml/min bis 50 ml/min betragen. 7.1.1.3 Aufheizrate Die Aufheizrate muss 0,5 C/min bis 10 C/min betragen. Die empfohlenen Aufheizraten sind 0,5 C/min, 1 C/min,

44、2 C/min, 5 C/min und 10 C/min. 7.1.2 Durchfhrung der Messung der DSC-Kurve 7.1.2.1 Anweisungen Die Messung der DSC-Kurve ist wie folgt durchzufhren: a) Die Probe wird in der Mitte des Tiegels angeordnet; anschlieend wird der Deckel aufgelegt und fest-geklemmt. 6 DIN EN 61189-11:2014-02 EN 61189-11:2

45、013 b) Der Tiegel mit der darin befindlichen Probe wird in den Tiegelhalter eingesetzt, und der Tiegel mit dem Aluminiumoxidpulver wird in den anderen Tiegelhalter eingesetzt. c) Das Inertgas (z. B. N2oder Ar) ist bis zum Abschluss der Messung hindurchzuleiten. d) Die Messung der DSC-Kurve ist mit e

46、iner Aufheizrate von 0,5 C/min bis zu einer Temperatur durchzu-fhren, die etwa 30 C hher ist als der Spitzenwert des Wrmestroms. Die Schritte a) bis d) sind an einer jeweils neuen Probe mit Aufheizraten von 1 C/min, 2 C/min, 5 C/min und 10 C/min zu wiederholen. 7.1.2.2 Solidustemperatur Eingesetzt w

47、erden die Messwerte der Aufheizrate von 2 C/min. Eine typische DSC-Kurve ist in Bild 1 darge-stellt. T1 bzw. T2 stellt die Solidustemperatur dar. a) Wenn abruptes Schmelzen erfolgt, dann gilt als Temperatur des Schmelzbeginns die Temperatur T1 am Schnittpunkt der extrapolierten Grundlinie der Nieder

48、temperaturseite in Richtung der Hochtempe-raturseite und der vom endothermen Spitzenwert der Niedertemperaturseite am Punkt mit dem steilsten Anstieg gezogenen Tangente, wie in Bild 1a gezeigt. In diesem Fall ist die Temperatur mit T1 der reinen Materialien zu korrigieren. b) Erfolgt das Schmelzen a

49、llmhlich, dann ist die Temperatur T2 an dem Punkt zu bestimmen, an dem die Kurve die Grundlinie zu verlassen beginnt, wie in Bild 1b gezeigt. In diesem Fall ist die Temperatur mit T2 der reinen Materialien zu korrigieren. Die Messung ist mehrere Male zu wiederholen, und anschlie-end ist der Mittelwert zu bilden. Bild 1a Abrupt schmelzende Legierung Bild