DIN EN 62137-4-2015 Electronics assembly technology - Part 4 Endurance test methods for solder joint of area array type package surface mount devices (IEC 62137-4 2014) German vers.pdf

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1、Juli 2015DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDEPreisgruppe 21DIN 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、020; 31.190!%A1“2309214www.din.deDDIN EN 62137-4Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN EN 62137:2005-04Siehe Anwendungsbeginnwww.beuth.deGesamtumfang 44 SeitenMontageverfahren fr elektronische Baugruppen Teil 4: Oberflchenmontierbare Bauteilgehuse mit Flchenmatrix

3、 (Lebens-)Dauerprfungen fr Ltverbindungen (IEC 62137-4:2014); Deutsche Fassung EN 62137-4:2014 + AC:2015 Electronics assembly technology Part 4: Endurance test methods for solder joint of area array type package surface mount devices (IEC 62137-4:2014); German version EN 62137-4:2014 + AC:2015 Techn

4、ique dassemblage des composants lectroniques Partie 4: Mthodes dessais dendurance des joints brass des composants pour montage en surface botiers de type matriciel (CEI 62137-4:2014); Version allemande EN 62137-4:2014 + AC:2015 DIN EN 62137-4:2015-07 2 Anwendungsbeginn Anwendungsbeginn fr die von CE

5、NELEC am 2014-11-13 angenommene Europische Norm als DIN-Norm ist 2015-07-01. Diese Norm enthlt die Berichtigung EN 62137-4:2014/AC:2015. Fr DIN EN 62137:2005-04 besteht eine bergangsfrist bis 2017-11-13. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN EN 62137-4:2013-01. Fr dieses Dokument i

6、st das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (www.dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 91 Electronics assembly technology“ erarbeitet. Das IEC-Komi

7、tee 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 dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, z

8、urckgezogen, 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 die Verweisung auf die jeweils neueste

9、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 Zusammenhang bes

10、teht, 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. Das Original-Dokument enthlt Bilder in Farbe, die in der Papierversion in einer Graustufen-

11、Darstellung wiedergegeben werden. Elektronische Versionen dieses Dokuments enthalten die Bilder in der originalen Farbdarstellung. nderungen Gegenber DIN EN 62137:2005-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Alle Abschnitte wurden unter Bercksichtigung des gesamten Inhalts der vorherigen Ausgab

12、e entsprechend den aktuellen Anforderungen an Form und Gestaltung berarbeitet; b) Aufnahme von Prfbedingungen fr bleifreie Lote; c) Aufnahme von Beschleunigungsfaktoren fr die Temperaturwechselprfung von Ltverbindungen. Frhere Ausgaben DIN EN 62137: 2005-04 EN 62137-4 Dezember 2014 + AC Februar 2015

13、 EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE ICS 31.190 Ersatz fr EN 62137:2004 Deutsche Fassung Montageverfahren fr elektronische Baugruppen Teil 4: Oberflchenmontierbare Bauteilgehuse mit Flchenmatrix (Lebens-)Dauerprfungen fr Ltverbindungen (IEC 62137-4:2014) Electronics assembly technology

14、 Part 4: Endurance test methods for solder joint of area array type package surface mount devices (IEC 62137-4:2014) Technique dassemblage des composants lectroniques Partie 4: Mthodes dessais dendurance des joints brass des composants pour montage en surface botiers de type matriciel (CEI 62137-4:2

15、014) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2014-11-13 angenommen. Die Berichtigung AC:2015-02 wurde verffentlicht. 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 Stat

16、us einer nationalen Norm zu geben ist. Auf 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 (Deu

17、tsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung 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-Mitg

18、lieder sind die nationalen elektrotechnischen 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, ste

19、rreich, Polen, Portugal, Rumnien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Trkei, Ungarn, dem Vereinigten K i i h d ZCENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Norma

20、lisation Electrotechnique CEN-CENELEC Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brssel 2014 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 62137-4:2014 + AC:2015 DDIN EN 62137-4:2015-07 EN 6213

21、7-4:2014 + AC:2015 Vorwort Der Text des Dokuments 91/1188/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe der IEC 62137-4, erarbeitet vom IEC/TC 91 Electronics assembly technology“, wurde zur parallelen IEC-CENELEC-Abstimmung vorgelegt und von CENELEC als EN 62137-4:2014 angenommen. Nachstehende Daten wurden festgelegt:

22、 sptestes Datum, zu dem dieses Dokument auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2015-08-13 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die diesem Dokument entgegenstehen, zurckgezogen werden mssen (dow): 2017-11-13

23、 Dieses Dokument ersetzt EN 62137:2004. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. CENELEC und/oder CEN sind nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Anerkennungsnotiz Der Text der Internati

24、onalen Norm IEC 62137-4:2014 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung sind unter Literaturhinweise“ zu den aufgelisteten Normen die nachstehenden Anmerkungen einzutragen: IEC 60068-1:1988 + A1:1992 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-1:19

25、94 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-2. IEC 60068-2-6 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-6. IEC 60068-2-21:2006 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-21:2006 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-27 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-27. IEC 60068-2-44:1995 AN

26、MERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-44:1995 (nicht modifiziert). IEC 60068-2-58:2004 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-58:2004 (nicht modifiziert). ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60068-2-78:20011)(nicht modifiziert). IEC 60068-2-78:2001 IEC 60749-1:2002 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-1:2003

27、(nicht modifiziert). IEC 60749-20:2008 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-20:2009 (nicht modifiziert). IEC 60749-20-1:2009 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 60749-20-1:2009 (nicht modifiziert). IEC 61188-5-8 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61188-5-8. IEC 61189-3:2007 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61189-3

28、:2008 (nicht modifiziert). IEC 61189-5 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61189-5. IEC 61190-1-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61190-1-1. IEC 61190-1-2 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61190-1-2. IEC 61760-1:2006 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61760-1:2006 (nicht modifiziert). IEC 62137-1-3 ANMERKUNG Harmoni

29、siert als EN 62137-1-3. IEC 62137-1-4:2009 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 62137-1-4:2009 (nicht modifiziert). 1)Wurde ersetzt durch EN 60068-2-78:2013 (IEC 60068-2-78:2012): DOW = 2015-12-03. 2 DIN EN 62137-4:2015-07 EN 62137-4:2014 + AC:2015 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.7 2 Normative V

30、erweisungen.7 3 Begriffe und Abkrzungen8 3.1 Begriffe.8 3.2 Abkrzungen 8 4 Allgemeines8 5 Prfeinrichtung und Materialien .9 5.1 Prfling .9 5.2 Aufschmelz-Ltausrstung.9 5.3 Temperaturwechselkammer.9 5.4 Aufzeichnungsgert fr den elektrischen Widerstand .9 5.5 Prfsubstrat9 5.6 Lotpaste10 6 Vorbereitung

31、 des Prflings.10 7 Temperaturwechselprfung .12 7.1 Vorbehandlung.12 7.2 Anfangsmessung .12 7.3 Prfverfahren12 7.4 Kriterien fr die Beendigung der Prfung.13 7.5 Nachbehandlung 13 7.6 Endmessung 13 8 Lebensdauer bei Temperaturwechselbeanspruchung.14 9 Erforderliche Angaben in der entsprechenden Produk

32、tspezifikation.14 Anhang A (informativ) Beschleunigung der Temperaturwechselprfung fr Ltverbindungen 15 A.1 Allgemeines15 A.2 Beschleunigung der Temperaturwechselprfung fr SnPb-Ltverbindungen .15 A.3 Methode zur Vorhersage der Lebensdauer von Sn-Ag-Cu-Ltverbindungen bei Temperaturwechselbeanspruchun

33、g.16 A.4 Faktor, der die Lebensdauer bei Temperaturwechselbeanspruchung der Ltverbindung beeinflusst 20 Anhang B (informativ) Stromdurchgangsprfung fr Ltverbindungen von Gehusen 21 B.1 Allgemeines21 B.2 Gehuse und Schaltkreis.21 B.3 Montagebedingungen und Materialien.21 B.4 Prfverfahren21 B.5 Temper

34、aturwechselprfung unter Verwendung der Einrichtung zur kontinuierlichen berwachung des elektrischen Widerstandes.21 3 DIN EN 62137-4:2015-07 EN 62137-4:2014 + AC:2015 SeiteAnhang C (informativ) Prfverfahren fr die Aufschmelz-Ltbarkeit von Gehuse und Prfsubstratanschlussflche . 23 C.1 Allgemeines . 2

35、3 C.2 Prfausrstung 23 C.2.1 Prfsubstrat . 23 C.2.2 Vorbehandlungsofen . 23 C.2.3 Lotpaste. 23 C.2.4 Metallmaske fr Siebdruck 23 C.2.5 Siebdruckausrstung. 23 C.2.6 Ausrstung zur Gehusemontage. 23 C.2.7 Aufschmelz-Ltausrstung 23 C.2.8 Rntgenprfausrstung. 24 C.3 Standardmontageverfahren. 24 C.3.1 Anfan

36、gsmessung. 24 C.3.2 Vorbehandlung 24 C.3.3 Gehusemontage auf dem Prfsubstrat .24 C.3.4 Nachbehandlung . 25 C.3.5 Endmessung 25 C.4 Beispiele fr fehlerhaftes Lten von Gehusen mit Flchenmatrix. 25 C.4.1 Abgestoenes Lot durch Kontamination auf der Lotkugeloberflche eines BGA-Gehuses . 25 C.4.2 Fehlerha

37、fte Lotkugelbenetzung, verursacht durch einen Riss im Gehuse . 25 C.5 Erforderliche Angaben in der Produktspezifikation . 26 Anhang D (informativ) Konstruktionsleitfaden fr das Prfsubstrat 27 D.1 Allgemeines . 27 D.2 Konstruktionsstandard. 27 D.2.1 Allgemeines . 27 D.2.2 Klassifizierung der Substrat

38、spezifikationen. 27 D.2.3 Material des Prfsubstrats. 29 D.2.4 Schichtaufbau des Prfsubstrats. 29 D.2.5 Form der Anschlussflchen des Prfsubstrats 29 D.2.6 Abmessungen der Anschlussflchen des Prfsubstrats. 29 D.3 Erforderliche Angaben in der Produktspezifikation . 30 Anhang E (informativ) Wrmebestndig

39、keit des Prfsubstrats gegenber Aufschmelzlten 31 E.1 Allgemeines . 31 E.2 Prfgert 31 E.2.1 Vorbehandlungsofen . 31 E.2.2 Aufschmelz-Ltausrstung 31 E.3 Prfverfahren. 31 E.3.1 Allgemeines . 31 4 DIN EN 62137-4:2015-07 EN 62137-4:2014 + AC:2015 SeiteE.3.2 Vorbehandlung.31 E.3.3 Anfangsmessung .31 E.3.4

40、 Befeuchtungsvorgang (1).32 E.3.5 Aufschmelz-Erwrmung (1)32 E.3.6 Befeuchtungsvorgang (2).32 E.3.7 Aufschmelz-Erwrmungsvorgang (2).32 E.3.8 Endmessung 32 E.4 Erforderliche Angaben in der Produktspezifikation32 Anhang F (informativ) Messverfahren fr die Zugfestigkeit der Prfsubstratanschlussflche33 F

41、.1 Allgemeines33 F.2 Prfgert und Materialien.33 F.2.1 Zugfestigkeitsmessausrstung.33 F.2.2 Aufschmelz-Ltausrstung.33 F.2.3 Prfsubstrat33 F.2.4 Lotkugel33 F.2.5 Lotpaste33 F.2.6 Flussmittel 33 F.3.1 Vorbehandlung.34 F.3.2 Lotpastendruck.34 F.3.3 Aufbringen der Lotkugel.34 F.3.4 Aufschmelz-Erwrmungsvo

42、rgang 34 F.3.5 Zugfestigkeitsmessung 34 F.3.6 Endmessung 35 F.4 Erforderliche Angaben in der Produktspezifikation35 Anhang G (informativ) Standardmontageverfahren fr die Gehuse .36 G.1 Allgemeines36 G.2 Prfgert und Materialien.36 G.2.1 Prfsubstrat36 G.2.2 Lotpaste36 G.2.3 Metallmaske fr den Siebdruc

43、k36 G.2.4 Siebdruckausrstung .36 G.2.5 Gehusemontageausrstung.36 G.2.6 Aufschmelz-Ltausrstung.36 G.3 Standardmontageverfahren .37 G.3.1 Anfangsmessung .37 G.3.2 Lotpastendruck.37 G.3.3 Montage des Gehuses.37 G.3.4 Aufschmelz-Erwrmungsvorgang 37 G.3.5 Nachbehandlung 38 5 DIN EN 62137-4:2015-07 EN 621

44、37-4:2014 + AC:2015 SeiteG.3.6 Endmessung 38 G.4 Erforderliche Angaben in der Produktspezifikation . 38 Anhang H (informativ) Mechanische Beanspruchung der Gehuse 39 H.1 Allgemeines . 39 H.2 Mechanische Beanspruchung . 39 Literaturhinweise 40 Bild 1 Bewertungsbereich bei der (Lebens-)Dauerprfung 9 B

45、ild 2 Typisches Aufschmelz-Ltprofil fr die Lotlegierung Sn63Pb37 11 Bild 3 Typisches Aufschmelz-Ltprofil fr die Lotlegierung Sn96,5Ag3Cu,5 . 11 Bild 4 Prfbedingungen der Temperaturwechselprfung . 12 Bild A.1 FBGA-Gehusebauteil und FEA-Modell zur Berechnung des Beschleunigungsfaktors AF 18 Bild A.2 B

46、eispiel fr Beschleunigungsfaktoren AF bei einem FBGA-Gehusebauteil unter Verwendung der Lotlegierung Sn96,5Ag3Cu,5. 19 Bild A.3 Ermdungskennlinien einer Mikroltverbindung mit der Lotlegierung Sn96,5Ag3Cu,5 (N = 20 % Lastabfall von der Anfangslast) .20 fBild B.1 Beispiel eines Prfkreises fr die Strom

47、durchgangsprfung einer Ltverbindung . 21 Bild B.2 Beispiel fr die Messung des kontinuierlich berwachten Widerstands in der Temperaturwechselprfung. 22 Bild C.1 Temperaturmessung am Prfling unter Verwendung von Thermoelementen 24 Bild C.2 Abgestoenes Lot, verursacht durch Kontamination auf der Lotkug

48、eloberflche 25 Bild C.3 Fehlerhaftes Lten durch Abfallen der Lotkugel . 26 Bild D.1 Standardformen von Anschlussflchen des Prfsubstrats . 29 Bild F.1 Messverfahren fr die Zugfestigkeit 34 Bild G.1 Beispiele fr den Zustand der aufgedruckten Lotpaste 37 Bild G.2 Messung der Temperatur des Prflings unter Verwendung von Thermoelementen 38 Tabelle 1 Prfbedingungen der Temperaturwechselprfung . 13 Tabelle A.1 Beispiel von Prfergebnissen mit dem Beschleunigungsfaktor (Lotlegierung Sn63Pb37). 16 Tabelle A.2 Beispiel von Prfergebnissen mit dem Beschleunigungsfaktor (Lotlegierung S