Iec 61189 5 3 2015

I E C 61 -5-3 ® Edition 201 5-01 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE colour i n sid e Tes t m eth od s for el ectri cal m ate ri al s, pri n te d board s an d oth er i n tercon n e cti on s tru ctu res an d ass em bl i es – P art 5-3: G en eral te s t m eth od s for m ateri al s an d as sem bl i es – Sol d e ri n g pas te for pri n ted board as sem bl i es M éth od e s d ' e ss pou r l es m atéri au x él e ctri q u e s , l e s cartes i m pri m é es e t au tres s tru ctu res d ' i n tercon n e xi on e t en s em bl e s – P arti e 5-3 : M é th od e s d ' es sai g én é ral es pou r l e s m até ri au x e t l es ass e m bl ag e s – IEC 61 89-5-3:201 5-01 (en-fr) P âte d e brasag e pou r l es ass e m bl ag e s d e cartes i m pri m ée s T H I S P U B L I C AT I O N I S C O P YRI G H T P RO T E C T E D C o p yri g h t © I E C , G e n e v a , S wi tz e rl a n d All rights reserved Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester If you have any questions about I EC copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or your local I EC member National Committee for further information Droits de reproduction réservés Sauf indication contraire, aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur Si vous avez des questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence IEC Central Office 3, rue de Varembé CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel.: +41 22 91 02 1 Fax: +41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch Ab ou t th e I E C The I nternational Electrotechnical Commission (I EC) is the leading global organization that prepares and publishes I nternational Standards for all electrical, electronic and related technologies Ab o u t I E C p u b l i ca ti o n s The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC Please make sure that you have the latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published I E C Catal og u e - webstore i ec ch /catal og u e The stand-alone application for consulting the entire bibliographical information on IEC International Standards, Technical Specifications, Technical Reports and other documents Available for PC, Mac OS, Android Tablets and iPad I E C pu bl i cati on s s earch - www i ec ch /search pu b The advanced search enables to find IEC publications by a variety of criteria (reference number, text, technical committee,…) It also gives information on projects, replaced and withdrawn publications E l ectroped i a - www el ectroped i a org The world's leading online dictionary of electronic and electrical terms containing more than 30 000 terms and definitions in English and French, with equivalent terms in additional languages Also known as the International Electrotechnical Vocabulary (IEV) online I E C G l os sary - s td i ec ch /g l oss ary More than 60 000 electrotechnical terminology entries in English and French extracted from the Terms and Definitions clause of IEC publications issued since 2002 Some entries have been collected from earlier publications of IEC TC 37, 77, 86 and CISPR I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i sh ed Stay up to date on all new IEC publications Just Published details all new publications released Available online and also once a month by email I E C C u stom er S ervi ce C en tre - webstore i ec ch /csc If you wish to give us your feedback on this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: csc@iec.ch A propos d e l 'I E C La Commission Electrotechnique I nternationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des Normes internationales pour tout ce qui a trait l'électricité, l'électronique et aux technologies apparentées A propos d es pu bl i cati on s I E C Le contenu technique des publications IEC est constamment revu Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié Catal og u e I E C - webstore i ec ch /catal og u e Application autonome pour consulter tous les renseignements bibliographiques sur les Normes internationales, Spécifications techniques, Rapports techniques et autres documents de l'IEC Disponible pour PC, Mac OS, tablettes Android et iPad Rech erch e d e pu bl i cati on s I E C - www i ec ch /search pu b La recherche avancée permet de trouver des publications IEC en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, comité d’études,…) Elle donne aussi des informations sur les projets et les publications remplacées ou retirées E l ectroped i a - www el ectroped i a org Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et électriques Il contient plus de 30 000 termes et définitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes ộquivalents dans langues additionnelles Egalement appelé Vocabulaire Electrotechnique International (IEV) en ligne G l oss re I E C - s td i ec ch /g l ossary Plus de 60 000 entrộes terminologiques ộlectrotechniques, en anglais et en franỗais, extraites des articles Termes et Définitions des publications IEC parues depuis 2002 Plus certaines entrées antérieures extraites des publications des CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC I E C J u st Pu bl i s h ed - webstore i ec ch /j u stpu bl i s h ed Restez informé sur les nouvelles publications IEC Just Published détaille les nouvelles publications parues Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email S ervi ce Cl i en ts - webstore i ec ch /csc Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette publication ou si vous avez des questions contactez-nous: csc@iec.ch I E C 61 -5-3 ® Edition 201 5-01 I N TE RN ATI ON AL S TAN D ARD N ORM E I N TE RN ATI ON ALE colour i n sid e Te s t m eth od s for el ectri cal m ate ri al s, pri n ted board s an d oth er i n tercon n ecti on s tru ctu res an d ass em bl i e s – P art 5-3: G en eral tes t m eth od s for m ateri al s an d as se m bl i es – Sol d e ri n g pas te for pri n ted board assem bl i es M éth od es d ' ess pou r l e s m atéri au x él e ctri q u es , l es cartes i m pri m ées et au tres s tru ctu res d ' i n tercon n exi on et en s e m bl e s – P arti e 5-3 : M éth od es d ' e s sai g é n éral es pou r l es m até ri au x et l es ass em bl ag es – P âte d e brasag e pou r l es ass e m bl ag e s d e carte s i m pri m ée s INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 31 80 ISBN 978-2-8322-1 998-0 Warn i n g ! M ake s u re th at you obtai n ed th i s pu bl i ca ti on from an au th ori zed d i s tri bu tor Atten ti on ! Veu i l l ez vou s as s u rer q u e vou s avez ob ten u cette p u bl i cati on vi a u n d i s tri bu teu r ag ré é ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission –2– I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 CONTENTS FOREWORD I NTRODUCTI ON Scope Norm ative references Accuracy, precision and resolution General Accuracy 3 Precision Resolution Report Student’s t distribution Suggested uncertainty lim its 1 X: Miscellaneous test m ethods Test 5-3X01 : Paste flux viscosity – T-Bar spindle method Object Test specimen Apparatus and reagents Procedure Safety notes Test 5-3X02: Spread test, extracted solder flux, paste flux and solder paste Object 2 Method A Method B 4 Additional information Test 5-3X03: Solder paste viscosity – T-Bar spin spindle m ethod (applicable for 300 Pa· s to 600 Pa· s) Object Test specimen 3 Equipm ent/apparatus 4 Procedure Evaluation 6 Additional inform ation 4 Test 5-3X04: Solder paste viscosity – T-Bar spindle method (applicable to 300 Pa· s) 4 Object 4 Test specimen 4 Equipm ent/apparatus 4 Procedure 4 Evaluation 4 Additional inform ation Test 5-3X05: Solder paste viscosity – Spiral pum p m ethod (applicable for 300 Pa· s to 600 Pa· s) Object Test specim en Equipm ent/apparatus Procedure I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 –3– 5 Evaluation Additional inform ation Test 5-3X06: Solder paste viscosity – Spiral pum p m ethod (applicable to 300 Pa· s) Object Test specim en Equipm ent/apparatus Procedure Evaluation 6 Additional inform ation Test 5-3X07: Solder paste – Slum p test 20 Object 20 Test specim en 20 Equipm ent/apparatus 20 Procedure 20 Evaluation 22 Test 5-3X08: Solder paste − Solder ball test 22 Object 22 Test specimen 23 Equipm ent/apparatus 23 Procedure 23 Evaluation 24 Test 5-3X09: Solder paste − Tack test 25 9 Object 25 Method A 25 Method B 26 Test equipm ent sources 27 Test 5-3X1 0: Solder paste − Wetting test 27 1 Object 27 Test specimen 27 Equipm ent/materials/apparatus 27 4 Procedure 27 Evaluation 28 1 Test 5-3X1 : Determ ination of solder powder particle size distribution – Screen m ethod for types -4 28 1 Object 28 1 Test specimen 28 1 Equipm ent/apparatus 28 1 Procedure 28 Test 5-3X1 2: Solder powder particle size distribution – Measuring microscope m ethod 30 Object 30 2 Test specimen 30 Equipm ent/apparatus 30 4 Procedure 30 Test 5-3X1 3: Solder powder particle size distribution – Optical im age anal yser m ethod 31 Object 31 Test specimen 31 3 Equipm ent/apparatus 31 –4– I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 4 Procedure 32 4 Test 5-3X1 4: Solder powder particle size distribution – Measuring laser diffraction method 33 4 Object 33 4 Test specimen 33 4 Equipm ent/apparatus 33 4 Preparation 34 4 Test procedure 34 4 Test 34 4 Evaluation 34 Test 5-3X1 5: Determ ination of m aximum solder powder particle size 35 Object 35 Test specimen 35 Evaluation 35 Test 5-3X1 6: Solder paste metal content by weight 36 Object 36 Test specimen 36 Equipm ent/apparatus 36 Procedure 36 Annex A (informative) Typical comparison of particle size distributions between laser diffraction method and screen m ethod 38 Bibliograph y 39 Figure Figure Figure Figure Figure – Slum p test stencil thickness, 0, 20 m m 21 – Slum p test stencil thickness, 0, m m 21 – Solder-ball test evaluation 24 – Solder wetting exam ples 28 A – Typical comparison between laser diffraction and sieving 38 Table Table Table Table Table Table Table Table Table Table Table Table – Student’s t distribution 1 – Typical spread areas defined in mm 3 – Exam ple of a test report – Stencil thickness, 0, mm 22 – Exam ple of a test report – Stencil thickness, 0,1 mm 22 – Screen opening 29 – Portions of particle sizes by weight % – nom inal values 30 – Powder particle size distribution record 30 – Powder particle size distribution record 31 – Powder particle size distribution record (optical anal ysis) 33 – Powder particle size distribution record 34 1 – Acceptance of powders by particle sizes 36 – Example of a test report on solder paste 37 I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 –5– INTERNATI ONAL ELECTROTECHNI CAL COMMISSI ON T E S T M E T H O D S F O R E L E C T RI C AL M AT E RI AL S , P RI N T E D B O ARD S AN D O T H E R I N T E RC O N N E C T I O N S T RU C T U RE S AN D AS S E M B L I E S – P a rt -3 : G e n e l te s t m e th o d s fo r m a te ri a l s a n d a s s e m b l i e s – S o l d e ri n g p a s te fo r p ri n te d b o a rd a s s e m b l i e s FOREWORD ) The I nternati on al Electrotechni cal Comm ission (I EC) is a worl d wid e organization for stan dardization com prisin g all n ation al el ectrotechnical comm ittees (I EC National Comm ittees) The object of I EC is to prom ote internati onal co-operation on all questions concerni ng stand ardi zati on in the el ectrical an d electronic fields To this end and in additi on to other acti vities, I EC publish es I nternational Stan dards, Techn ical Specifications, Technical Reports, Publicl y Avail abl e Specificati ons (PAS) an d Gu ides (h ereafter referred to as “I EC Publication(s)”) Thei r preparation is entrusted to technical comm ittees; any I EC National Comm ittee interested in the subj ect dealt with m ay partici pate in this preparatory work I nternational, governm ental an d n on governm ental organ izations l iaising with th e I EC also participate i n this preparation I EC collaborates closel y with the I ntern ational Organi zation for Stand ardization (I SO) in accordance with ditions determ ined by agreem ent between th e two organi zati ons 2) The form al decisions or ag reem ents of I EC on tech nical m atters express, as n early as possible, an i nternati onal consensus of opi nion on the rel evant subjects since each technical com m ittee has representati on from all interested I EC N ational Com m ittees 3) I EC Publications have the form of recomm endations for intern ational use an d are accepted by I EC National Com m ittees in that sense While all reasonable efforts are m ade to ensure that the tech nical content of I EC Publications is accu rate, I EC cann ot be h eld responsi ble for th e way in which th ey are used or for an y m isinterpretation by an y en d u ser 4) I n order to prom ote intern ational u niform ity, I EC National Com m ittees und ertake to apply I EC Publications transparentl y to the m axim um extent possible i n their national an d regi on al publicati ons Any d ivergence between an y I EC Publication and the correspondi ng national or regi on al publicati on sh all be clearl y in dicated in the latter 5) I EC itself d oes n ot provi de an y attestation of conform ity I n depend ent certificati on bodies provi de conform ity assessm ent services and, in som e areas, access to I EC m arks of conform ity I EC is not responsi ble for an y services carri ed out by ind ependent certification bodi es 6) All users shou ld ensure that th ey have the l atest editi on of thi s publicati on 7) No liability shall attach to I EC or its directors, em ployees, servants or ag ents inclu din g in divi dual experts an d m em bers of its technical com m ittees and I EC Nati on al Com m ittees for any person al i njury, property d am age or other dam age of any nature whatsoever, wheth er di rect or indirect, or for costs (includ i ng leg al fees) and expenses arisi ng out of the publ ication, use of, or relian ce upon, this I EC Publicati on or any other I EC Publications 8) Attention is drawn to th e N orm ative references cited in th is publ ication Use of the referenced publ ications is indispensable for the correct applicati on of this publication 9) Attention is drawn to the possibility that som e of the elem ents of this I EC Publication m ay be the su bject of patent rig hts I EC shall not be held responsibl e for identifyi ng any or all such patent ri ghts I nternational Standard I EC 61 89-5-3 has been prepared by I EC technical comm ittee 91 : Electronics assem bl y technology The text of this standard is based on the following documents: FDI S Report on votin g 91 /1 21 /FDI S 91 /1 224/RVD Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report on voting indicated in the above table This publication has been drafted in accordance with the I SO/I EC Directives, Part –6– I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 This I nternational Standard is used in conj unction with I EC 61 89-1 : 997, I EC 61 89-2: 2006, IEC 61 89-3: 2007 A list of all parts in the I EC 61 89 series, published under the general title Test methods for electrical materials, printed boards and other interconnection structures and assemblies , can be found on the I EC website The comm ittee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until the stability date indicated on the I EC web site under "http://webstore iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • • • • reconfirm ed, withdrawn, replaced by a revised edition, or amended I M P O R T AN T th at it – Th e co n ta i n s u n d e rs t a n d i n g c o l o u r p ri n t e r of ' co l ou r c o l o u rs i ts in si de' wh i ch c o n te n ts l og o a re U s e rs on th e cover c o n s i d e re d sh ou l d p ag e to t h e re fo re of th i s be p ri n t p u b l i cati on u s e fu l th i s fo r i n d i c ate s th e d ocu m e n t c o rre c t u si ng a I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 –7– INTRODUCTION I EC 61 89 relates to test methods for materials or com ponent robustness for printed board assemblies, irrespective of their m ethod of manufacture The standard is divided into separate parts, covering information for the designer and the test methodology engineer or technician Each part has a specific focus; methods are grouped according to their application and numbered sequentiall y as they are developed and released I n som e instances test methods developed by other TCs (for example, TC 04) have been reproduced from existing I EC standards in order to provide the reader with a com prehensive set of test methods When this situation occurs, it will be noted on the specific test m ethod; if the test method is reproduced with m inor revision, those paragraphs that are different are identified This part of I EC 61 89 contains test m ethods for evaluating robustness of m aterials or components for printed board assem blies The m ethods are self-contained, with sufficient detail and description so as to achieve uniformity and reproducibility in the procedures and test methodologies The tests shown in this standard are grouped according to the following principles: P: V: D: C: M: E: N: X: preparation/conditioning m ethods visual test m ethods dim ensional test methods chem ical test m ethods m echanical test m ethods electrical test m ethods environmental test methods m iscellaneous test methods To facilitate reference to the tests, to retain consistency of presentation, and to provide for future expansion, each test is identified by a number (assigned sequentiall y) added to the prefix (group code) letter showing the group to which the test method belongs The test method numbers have no significance with respect to an eventual test sequence; that responsibility rests with the relevant specification that calls for the method being performed The relevant specification, in most instances, also describes pass/fail criteri a The letter and num ber combinations are for reference purposes to be used by the relevant specification Thus "5-3X01 " represents the first chemical test method described in I EC 61 89-5-3 I n short, in this example, 5-3 is the num ber of the part of I EC 61 89, X is the group of methods, and 01 is the test num ber –8– I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 T E S T M E T H O D S F O R E L E C T RI C AL M AT E RI AL S , P RI N T E D B O ARD S AN D O T H E R I N T E RC O N N E C T I O N S T R U C T U RE S AN D AS S E M B L I E S – P a rt -3 : G e n e l te s t m e th o d s fo r m a te ri a l s a n d a s s e m b l i e s – S o l d e ri n g p a s te fo r p ri n te d b o a rd a s s e m b l i e s S cop e This part of I EC 61 89 is a catalogue of test methods representing m ethodologies and procedures that can be applied to test printed board assemblies This part of I EC 61 89 focuses on test methods for soldering paste based on the existing IEC 61 89-5 and I EC 61 89-6 I n addition, it includes test methods of soldering paste for lead free soldering N o rm a t i ve re fe re n c e s The following docum ents, in whole or in part, are normativel y referenced in this docum ent and are indispensable for its application For dated references, onl y the edition cited applies For undated references, the latest edition of the referenced docum ent (including an y amendments) applies I EC 61 89-5, Test methods for electrical materials, interconnection structures and assemblies – Part 5: Test methods for printed board assemblies IEC 61 89-6, Test methods for electrical materials, interconnection structures and assemblies – Part 6: Test methods for materials used in manufacturing electronic assemblies IEC 61 90-1 -2: 201 4, Attachment materials for electronic assembly – Part 1-2: Requirements for soldering pastes for high-quality interconnections in electronics assembly IEC 61 90-1 -3, Attachment materials for electronic assembly – Part 1-3: Requirements for electronic grade solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders for electronic soldering applications 3 Ac c u c y, p re c i s i o n a n d re s o l u t i o n G e n e l Errors and uncertainties are inherent in all measurem ent processes The information given below enables valid estim ates of the am ount of error and uncertainty to be taken into account Test data serve a number of purposes which include – m onitoring of a process; – enhancing of confidence in quality conform ance; – arbitration between customer an d supplier In an y of these circumstances, it is essential that confidence can be placed upon the test data in terms of – 68 – I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 h) Acétone i) Spatule 4.1 4.1 4.1 Procédure Préparation Attendre si nécessaire que la pâte de brasage soit tem pérature ambiante 4.1 4.2 Essai a) Pour homogénéiser la pâte, remuer l'aide de la spatule b) Placer de la pâte avec environ 1 g d'alliage de brasage dans le bécher soigneusement nettoyé c) Ajouter environ 50 ml de solvant d) Mélanger avec la spatule afin que le flux dans la pâte puisse se dissoudre dans le solvant e) Couvrir le bécher avec le verre de m ontre f) Laisser le verre de montre sur le bécher jusqu'à ce que la poudre de brasage se pose g) Décanter avec précautions autant de fluide que possible sans perdre la poudre de brasage h) Répéter la procédure d'extraction cinq fois, avec 50 ml de solvant pour chaque extraction i) Ajouter environ 50 m l d'acétone la poudre de brasage lavée et mélanger avec la spatule pour aider le séchage j) Laisser la poudre de brasage reposer k) Décanter avec précautions autant d'acétone que possible l) Répéter le lavage l'acétone deux fois de plus m) Laisser la poudre sécher tem pérature am biante jusqu'à ce que le poids soit constant n) Peser les tamis d'essai avec des ouvertures de mailles adaptées au type de poudre en essai et aussi le récepteur de fond du tamis Les tam is typiques exigés sont illustrés au Tableau o) Placer les tamis sur le récepteur, avec le tamis avec la plus petite ouverture sur le rộcepteur; traiter de faỗon sộquentielle vers le haut jusqu'à la plus grande ouverture d'écran p) Peser la poudre et la m ettre dans le tamis du haut q) Placer le couvercle sur la com binaison de tam is et transférer la m achine de tam is r) Faire fonctionner la m achine pendant environ 40 s) Repeser les tamis et le récepteur t) Soustraire les poids d'origine des tamis et du récepteur pour obtenir les poids de poudre avec des tailles supérieures à, égales et inférieures la plage de tailles nominales du Tableau 4.1 4.3 Evalu ation Exprimer les masses de la poudre sur, dans et sous la plage de tailles nom inale en tant que pourcentages de la masse de l'échantillon original Saisir les données dans le Tableau I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 – 69 – Tableau – Ouvertu re d’écran Poudre Ouverture d’ écran Type 1 50 µm 75 µm Type 75 µ m 45 µm Type 45 µ m 25 µm Type 38 µ m 20 µm Tableau – Portions des dimensions des particules par poids % – valeurs nominales 80 % minimum entre De % maximum inférieu r Type M oins de 0, % supérieur 50 µ m 50 µ m to 75 µ m 75 µ m Type 75 µ m 75 µ m to 45 µ m 45 µ m Type 45 µ m 45 µ m to 25 µ m 25 µ m Type 38 µ m 38 µ m to 20 µ m 20 µ m Poudre Tableau – Enregistrement de la distribution des dimensions des particules de poudre a) Poudre Type Type Type Type b) Distribution des dimensions des particul es % > 50 µ m > 75 µ m < 75 µ m % % % > 75 µ m > 45 µ m < 45 µ m % % % > 45 µ m > 25 µ m < 25 µ m % % % > 38 µ m > 20 µ m < 20 µ m % % % 4.1 Essai 5-3X1 2: Distribution des dimensions des particules de poudre – M éthode de microscope de mesure 4.1 2.1 Objet Cet essai spécifie une procédure norm alisée pour estimer la taille et la form e des particules de la poudre de brasage dans les pâtes de brasage l'aide de méthodes m icroscopiques 4.1 2.2 Echantillon d’essai g de pâte de brasage 4.1 2.3 Equipement/appareils a) Diluant b) Spatule c) Bécher 30 m l d) Microscope, grossissem ent 00 fois e) Oculaire de mesure, division d'échelle de µm f) Lames porte-obj et de m icroscope g) Lamelles couvre-obj et de microscope en verre – 70 – 4.1 2.4 4.1 2.4.1 I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 Procédure Préparation Attendre si nécessaire que la pâte de brasage soit tem pérature ambiante 4.1 2.4.2 Essai a) Pour hom ogénéiser la pâte, remuer l'aide de la spatule b) Peser environ g de diluant c) Ajouter environ g de pâte de brasage d) Mélanger avec la spatule jusqu 'à obtenir un m élange uniforme e) Appliquer une petite goutte sur la lame du microscope f) Couvrir la lam e de m icroscope avec la lamelle couvre-objet et appu yer doucement pour étendre la petite goutte entre les verres g) Mesurer avec le m icroscope la longueur et la largeur des particules de poudre de brasage les plus petites et le plus grandes estim ées dans une zone de vue de 50 particules environ (Des photographies peuvent être utilisées des fins de mesure et/ou de référence.) h) Estim er la forme de principe des particules comme sphérique ou non sphérique 4.1 2.4.3 Evalu ation Exprim er les m asses de la poudre sur, dans et sous la plage de tailles nomin ale en tant que pourcentages de la masse de l'échantillon original Saisir les données dans le Tableau Tableau – Enregistrement de la distribution des dimensions des particules de poudre Poudre Type Type Type Type Type Type Type Distribution des dim ensions des particul es % > 50 µ m > 75 µ m < 75 µ m % % % > 75 µ m > 45 µ m < 45 µ m % % % > 45 µ m > 25 µ m < 25 µ m % % % > 38 µ m > 20 µ m < 20 µ m % % % > 30 µ m > µm < µm % % % > µm > µm < µm % % % > 1 µm > µm < µm % % % 4.1 Essai 5-3X1 3: Distribution des dimensions des particules de poudre – M éthode d'analyseu r de l'image optique 4.1 3.1 Objet Cette méthode d'essai a ộtộ conỗue pour dộterm iner la distribution des dim ensions des particules de poudre dans les pâtes via l'anal yse d'im age I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 E ch an ti l l o n – 71 – d ’ es s g de pâte de brasage 3 a) b) c) d) e) f) E q u i p e m e n t /a p p a re i l s Diluant Anal yseur d'im age Baguette en verre Verres de protection Lames porte-obj et en verre Pochoir 4 4 P ro c é d u re P ré p a t i o n a) Appliquer au pochoir de la pâte de brasage sur une lame de microscope en verre l'aide d'un pochoir de 0, m m d'épaisseur et avec une ouverture de mm ou de mm de diam ètre b) Appliquer un peu de diluant la pâte de brasage et disperser doucement la pâte sur une zone d'environ 20 mm de diam ètre, l'aide d'une baguette en verre Couvrir avec un verre de protection de 22 mm de diamètre et appu yer doucem ent pour donner une dispersion m onocouche des particules de poudre sous le verre de protection c) I l est im portant d'obtenir une dispersion sans bulle ni agglom érat de particules Si la pâte que vous exam inez a un contenu m étallique élevé, retirer une partie de la pâte du pochoir avant de la disperser Les pochoirs norm aux sont adaptés une pâte métallique 85 %86 % d) Etiqueter la lame de microscope en verre avec le num éro de lot de la poudre 4 I m a g es p o u r a n a l ys e L'étape suivante consiste m ettre ou images pour chaque échantillon dans un répertoire d'im ages, puis procéder comm e suit a) Démarrer l'anal yseur d'im age b) Définir un éclairement lumineux correct sur le microscope et sélectionner le grossissement X1 c) Placer la lame de microscope sur le microscope, mettre au point, tourner les oculaires jum elés vers la gauche et envoyer la lumière vers la caméra télé, puis mettre nouveau au point sur l'écran d) Vérifier l'absence d'agglomérats ou de particules particulièrement hors foyer, puis capturer l'im age e) Capturer im ages qui couvrent la lame de m icroscope de faỗon systộm atique sans sộlectionner de faỗon consciente des zones (autres que les agglomộrats et les zones avec une densité de particules très faible) f) Enregistrer le num éro de la lam e de m icroscope et la retirer du m icroscope g) Mettre la prochaine lam e de m icroscope sur le m icroscope et répéter le processus h) Une fois tous les échantillons récupérés, tourner nouveau l'oculaire j umelé et éteindre le microscope i) Com mentaires – ne pas m odifier la lum inosité entre les échantillons; – enregistrer la série d'échantillons au m êm e grossissement – 72 – I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 4.1 3.4.3 Analyse de l'image a) Une fois que les images du nombre exigé d'échantillons ont été entrées, sélectionner "plusieurs échantillons" dans le m enu (ou "un seul échantillon" pour un échantillon unique) U ne im age rouge et bleue appartra alors l'écran b) A l'aide des boutons de gauche et du milieu de la souris, ajuster les seuils jusqu' ce que les zones rouges correspondent aux particules m esurer Le bouton droit perm et de régler la ligne de l'écran pour m esurer l'intensité Ajuster le seuil supérieur afin qu'il soit peu près au m ilieu du minimum d'intensité Appuyer en même temps sur les boutons de gauche et du milieu c) I l convient qu'un rectangle vert apparaisse maintenant sur une im age grise Si aucun rectangle n'appart, appu yer sur le bouton de gauche jusqu'à ce qu'il apparaisse d) Une particule est m esurée si le haut de la particule est dans le rectangle La taille et la position du rectangle doivent donc être ajustées afin que les côtés soient la m oitié du diam ètre d'une particule des côtés de l'écran et que la base du rectangle au diamètre total d'une particule du bas de l'écran I l convient que le haut du rectangle se trouve le long du haut de l'écran Le bouton du m ilieu permet de déplacer ou d'agrandir le rectangle Une fois le rectangle défini, appu yer sur le bouton de droite de la souris pour poursuivre e) Sur le clavier qui appart m aintenant l'écran, sélectionner le nom bre d'échantillons traiter f) Sur l'écran suivant, sélectionner le nom bre de particules m esurer (200 pour le type -4 et 400 pour type 5-6, par exemple) 4.1 3.4.4 Evaluation Exprimer la m asse de la poudre analysée dans l'anal yseur d'im age dans la plage de taille nominale du pourcentage et enregistrer les donn ées dans le Tableau Tableau – Enregistrement de la distribution des dimensions des particules de poudre (analyse optique) Poudre Type Distribution des dim ensions des particul es % > 50 µ m > 75 µ m < 75 µ m % % % > 75 µ m > 45 µ m < 45 µ m % % % > 75 µ m > 45 µ m > 25 µ m < 25 µ m % % % % Type > 38 µ m > 20 µ m < 20 µ m % % % > 30 µ m > µm < µm % % % > µm > µm < µm % % % Type Type Type Type > 1 µm > µm < µm % % % 4.1 Essai 5-3X1 4: Distribution des dimensions des particules de poudre – M éthode de diffraction laser 4.1 4.1 Objet Cette méthode d'essai a ộtộ conỗue pour dộterminer la distribution des dim ensions des particules de poudre dans la pâte de brasage via la m éthode d'étude laser (voir Annexe A) I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 4.1 4.2 – 73 – Echantillon d’essai Environ 00 g de pâte de brasage 4.1 4.3 Equipement/appareils a) Equipement de diffraction laser b) Balance c) Bécher (200 ml) d) Verre de m ontre e) Alcool isopropylique f) Acétone g) Spatule h) Bain-m arie i) Appareil de chauffage 4.1 4.4 Préparation Attendre si nécessaire que la pâte de brasage soit tem pérature ambiante 4.1 4.5 Procédure d'essai a) Pour homogénéiser la pâte, rem uer l'aide de la spatule b) Peser environ 00 g de pâte de brasage dans un bécher suffisamm ent propre c) Ajouter environ 50 ml d'alcool isopropylique d) Le chauffer une température de (50 ± 5) °C e) Mélanger avec la spatule afin que le flux dans la pâte puisse se dissoudre dans le solvant f) Mettre le verre de m ontre sur le bécher g) Refroidir le bécher température am biante et le laisser jusqu'à ce que la poudre de brasage se pose h) Faire s'écouler la solution dans le bécher autant que possible; faire attention qu'aucune particule ne s'écoule i) Répéter cette opération de distillation avec de l'alcool isopropylique cinq fois j) Ajouter environ 50 m l d'acétone la poudre et rem uer avec une spatule k) Laisser reposer les poudres l) Faire s'écouler l'acétone autant que possible avec précau tion m) Placer le bécher dans le bain-m arie et faire sécher complètem ent la poudre n) Retirer le bécher du bain -marie et le laisser tem pérature am biante 4.1 4.6 Essai Peser environ 0,1 g de poudre (une spatule de poudre) du bécher et m esurer la taille des particules de la poudre conformém ent aux instructions de l 'équipement de diffraction laser 4.1 4.7 Evalu ation Exprim er les m asses de la poudre sur, dans et sous la plage de tailles nominale en tant que pourcentages de la m asse de l'échantillon original Saisir les données dans le Tableau Enregistrer les types d'équipem ent de diffraction laser et la longueur d'onde dans la marge des valeurs données au Tableau – 74 – I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 Tableau – Enregistrement de la distribution des dimensions des particules de poudre Poudre Type Type Type Type Type Type Type Distribution des dimensions des particul es en % > 50 µ m > 75 µ m < 75 µ m % % % > 75 µ m > 45 µ m < 45 µ m % % % > 45 µ m > 25 µ m < 25 µ m % % % > 38 µ m > 20 µ m < 20 µ m % % % > 30 µ m > µm < µm % % % > µm > µm < µm % % % > 1 µm > µm < µm % % % 4.1 Essai 5-3X1 5: Détermination des dimensions maximales des particules de poudre de brasage 4.1 5.1 Objet Cette mộthode d'essai a ộtộ conỗue pour dộterm iner la taille de particule de brasage maxim ale (moyenne) dans une pâte de brasage avec une finesse de j auge de broyage 4.1 5.2 4.1 5.2.1 Echantillon d’essai Généralités Au moins 00 g de pâte de brasage uniformément m élangée 4.1 5.2.2 Procédure 4.1 5.2.3 Equipement/appareils a) Gauge-H egman type CMA 85 ou équivalent U n bloc en acier trempé, en acier inoxydable ou en acier couvert de chrom e d'environ 75 mm de long, 65 mm de large et mm d'épaisseur b) La surface supérieure du bloc doit être lisse et plate et doit contenir une ou deux gorges de 40 mm de longueur calibrée et de 2,5 mm de largeur, parallèles aux côtés les plus longs du bloc c) Chaque gorge doit être effilée uniform ém ent en profondeur dans la longueur depuis une profondeur adaptée (par exem ple, 50 µm 00 µm ) m m d'une extrém ité la profondeur zéro de l'autre avec des calibrages interm édiaires, conform ém ent la profondeur ces points d) Raclette: U ne lam e une ou deux faces en acier trem pé, en acier inoxydable ou en acier couvert de chrome de 90 m m de long, 38 mm de large et 6, mm d'épaisseur Les bords des côtés longs doivent être droits et arrondis un rayon d'environ 0, 38 mm ————————— Gaug e-Hegm an type CMA 85 est l’appell ation com m erciale d’un prod uit d istribué par Precision Gage & Tool Co Cette inform ation est donnée l’intention d es utilisateu rs de la présente norm e et ne signifie n ullem ent qu e l'I EC approu ve ou recom m ande l’em ploi exclusif du produit ainsi désign é Des produ its équi val ents peuvent être uti lisés s’il est dém ontré q u’ils cond uisent au x m êm es résultats I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 4.1 5.2.4 – 75 – Essai Utiliser une finesse de jauge de broyage (H egm an) de type CMA 85 ou équivalent pour déterm iner la taille de particule m aximale et m oyenne de la poudre 4.1 5.3 Evalu ation L'acceptation de chaque type de poudre doit être basée sur les spécifications répertoriées au Tableau 1 et les résultats saisis dans le Tableau Tableau 1 – Acceptation des poudres par dimensions des particules Type de poudre ère 4ème M ajeure Type 1 60 µm 50 µm 40 µ m Type 80 µ m 75 µ m 65 µ m Type 50 µ m 45 µ m 40 µ m Type 40 µ m 38 µ m 35 µ m Type 30 µ m 25 µ m 23 µ m Type 20 µ m µm µm Type µm 1 µm 1 µm Voir ASTM D-1 21 0-79 (voir Bibliographie) 4.1 Essai 5-3X1 6: Contenu métallique de la pâte de brasage par poids 4.1 6.1 Objet Cette procédure détermine le pourcentage de contenu m étallique de la pâte de brasage 4.1 6.2 Echantillon d’essai 50 g de pâte de brasage 4.1 6.3 Equ ipement/appareils a) Balance b) Creuset ou bécher c) Source de chaleur d) Solvant de flux 4.1 6.4 4.1 6.4.1 Procédure Préparation Placer de g 50 g (au 0,01 g le plus proche) de pâte de brasage dans un vaisseau taré adapté la fusion de la pâte de brasage 4.1 6.4.2 Essai a) Faire fondre le brasage environ 25 °C au-dessus du liquidus de l'alliage, retirer de la chaleur et laisser le brasage se solidifier b) Extraire le flux résiduel de la fusion avec un solvant adapté, sécher et peser le métal 0, 01 g près pour déterm iner le pourcentage de contenu métallique – 76 – I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 E va l u ati o n Le contenu m étallique de la pâte de brasage doit être calculé sous forme de pourcentage de la masse selon la form ule suivante: Cmet = WW21 × 00 ó Cm et W1 W2 est le contenu m étallique, exprim é en pourcentage; est le poids de la pâte de brasage utilisé pour l'essai et est le poids du métal libéré du flux Saisir les résultats dans le Tableau Tabl e au – E x e m p l e d e p p o rt d ' e s s a i s u r l a p â t e d e b s a g e Saisir les informations appropriées dans la partie supérieure du rapport, puis, pour le renseigner, saisir les résultats d 'essai ou cocher les espaces prévus cet effet Objet de l'inspection : I dentifiant LPQ Numéro: _ Qualification : I dentification du fabricant: Conformité la qualité par lot: Numéro de lot du fabrican t: _ Conformité la qualité par durée: Date de fabrication: _ Extension de du rée de stockage: Utilisation d 'origine par date: Performances: _ Utilisation révisée par date: _ Date de fin de l 'inspection: Résultats globau x: Réu ssite _ Echec I nspection réalisée par: Assisté de: I n s p e c ti o n s E x i g e n c e ré e l l e d e l ' u ti l i s a te u r Ré s u l ta t d ' e s s a i R/ E (*) S ou m i s ess par e t d a te Matéri au Visuelle Teneur en m étal Viscosité Bille de brasage Affaissem ent Alliage Flu x Taille de la poudre % dans l 'écran supéri eu r % dans l'écran sui vant % dans l'écran inféri eu r % au fond du récepteur Taille maxim ale d e pou dre Form e de la pou dre Adhérence Mouill age * R/E = REUSSI TE/ECHEC Entrer R si les résultats d'essai se trou vent dans les lim ites de tolérance de l'exi gence réelle Dans le cas contrai re, entrer E I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 – 77 – Annexe A (informative) Comparaison type des distributions des dimensions de particules entre la méthode de diffraction laser et la méthode d'analyse • • • • • I l y a une incompatibilité entre les m éthodes telles que le tamis et l'analyse d'im age qui m esurent les distributions des dimensions de poudre directem ent et les m éthodes telles que le dimensionnement qui mesurent les distributions des dimensions de poudre indirectem ent et qui utilisent d es algorithmes pour dériver les distributions des dim ensions de poudre partir des données m esurées Les méthodes de dimensionnem ent laser sont attractives parce qu 'elles peuvent anal yser des échantillons de poudre relativem ent grands et qu'elles donnent des résultats très faciles reproduire, contrairem ent l'anal yse de l'image qui ne peut qu'exam iner de petits échantillons de poudre et dont les résultats sont difficiles reproduire Les m éthodes de dimensionnem ent laser utilisent des algorithm es pour calculer les distributions des dim ensions des particules partir de la diffraction de données Les algorithmes garantissent des distributions des dimensions des particules souples et ne donnent pas des distributions des dimensions de poudre fiables (vrais) lorsqu'ils sont appliqués aux distributions des dim ensions de poudre avec des coupures nettes (tamis) De plus, des machines différentes, qui utilisent des algorithmes différents, donnent des résultats différents La Figure A ci-dessous présente les inconvénients du dim ensionnement laser Afin de donner une véritable m esure surdimensionnée, il est recom mandé de calibrer le dim ensionnement des distributions des dim ensions de poudre par rapport d'autres m éthodes directes telles que l'analyse d'image La Figure A ci-dessous est une courbe de M alvern I nstruments 1 présentant différentes mesures surdimensionnées entre la m éthode du tam isage et la méthode du calibrage par laser ————————— I nform ations venu es du Royaum e-U ni sur les distri buti on s des dim ensions de particules m esurées par différentes propri étés 1 Reproduit avec l'autorisation d e M alvern I nstrum ents Ltd – 78 – I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 Lộgende Anglais Franỗais Sievi ng Tam isage Laser Diffraction Diffraction laser Cum ulative Volum e (%) Volum e cum ulé (%) Size/Microns Taille/Microns Typical com parison between laser diffraction and sievin g showin g how the different properti es measured by each techn ique chan ges the reported size distri buti on Com paraison type entre la diffraction laser et le tam isage qui m ontre com m ent les différentes propri étés m esurées par ch aqu e techni que chang ent la distribution an non cée des dim ensions Figure A.1 – Comparaison type entre la méthode de diffraction laser et la méthode du tamisage I EC 61 89-5-3: 201 © I EC 201 – 79 – Bibliographie I EC 60068-1 : 201 3, Essais d'environnement – Partie 1: Généralités et lignes directrices I EC 60068-2-20, Essais d'environnement – Partie 2-20: Essais – Essai T: Méthodes d'essai de la brasabilité et de la résistance la chaleur de brasage des dispositifs broches I EC 61 89-1 , Méthodes d'essai pour les matériaux électriques, les structures d'interconnexion et les ensembles – Partie 1: Méthodes d'essai générales et méthodologie IEC 61 89-2, Test methods for electrical materials, printed boards and other interconnection structures and assemblies – Part 2: Test methods for materials for interconnection structures (disponible en anglais seulement) IEC 61 89-3, Méthodes d'essai pour les matériaux électriques, les cartes imprimées et autres structures d'interconnexion et ensembles – Partie 3: Méthodes d’essai des structures d’interconnexion (cartes imprimées) IEC 61 90-1 -1 , Matériaux de fixation pour les assemblages électroniques – Partie 1-1: Exigences relatives aux flux de brasage pour les interconnexions de haute qualité dans les assemblages de composants électroniques I EC 61 249-2-7, Matériaux pour circuits imprimés et autres structures d'interconnexion – Partie 2-7: Matériaux de base renforcés, plaqués et non plaqués – Feuille stratifiée tissée de verre E avec de la résine époxyde, d'inflammabilité définie (essai de combustion verticale), plaquée cuivre I EC 621 37: 2004, Essais d'environnement et d'endurance – Méthodes d'essai pour les cartes montage en surface de btiers de type matriciel FBGA, BGA, FLGA, LGA, SON et QFN ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure – Partie 2: Méthode de base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée I SO 9001 , Systèmes de management de la qualité – Exigences ISO 9455-1 , Flux de brasage tendre – Méthodes d'essai – Partie 1: Dosage des matières non volatiles par gravimétrie ISO 9455-2, Flux de brasage tendre – Méthodes d'essai – Partie 2: Dosage des matières non volatiles par ébulliométrie IPC-9201 : 996, Surface Insulation Resistance Handbook (disponible en anglais seulement) IPC-TR-467: 996, Supporting Data & Numerical Examples for J-STD-001B (Control of Fluxes) (disponible en anglais uniquement) ASTM B-36 Brass Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar (disponible en anglais seulement) ASTM D-1 21 0-79 Fineness of Dispersion of Pigm ent-Vehicle Systems (disponible en anglais seulement) _ INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSI ON 3, rue de Varembé PO Box 31 CH-1 21 Geneva 20 Switzerland Tel: + 41 22 91 02 1 Fax: + 41 22 91 03 00 info@iec.ch www.iec.ch