Iec 61189 5 4 2015

I E C 61 -5-4 ® 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 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 5-4: 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 r al l o ys an d fl u xed an d n on -fl u xed s ol i d wi re for pri n ted board ass e m 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 5-4: M é th od e s d ' es sai g én é ral e s pou r l e s m até ri au x e t l es ass e m bl ag e s – Al l i ag e s bras e r et bras ag es s ol i d es fl u xés e t n on fl u xés pou r l e s as s em bl ag es IEC 61 89-5-4:201 5-01 (en-fr) d e cartes i m pri m ées 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 dộfinitions en anglais et en franỗais, ainsi que les termes équivalents 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 entrées terminologiques électrotechniques, 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 -5-4 ® 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 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 5-4: G e n eral tes t m eth od s for m ateri al s an d as se m bl i es – Sol d e r al l o ys an d fl u xed an d n on -fl u xed s ol i d wi re for pri n ted board ass em 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 5-4: 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 – Al l i ag es bras er e t bras ag es s ol i d es fl u xés et n on fl u xés pou r l e s as s em bl ag es d e cartes i m pri m é es INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION COMMISSION ELECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE ICS 31 80 ISBN 978-2-8322-1 999-7 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 ass u rer q u e vou s avez obten u cette pu bl i cati on vi a u n d i stri b u teu r ag ré é ® Registered trademark of the International Electrotechnical Commission –2– I EC 61 89-5-4: 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 C: Chemical test methods 1 Test 5-4C01 : Determination of the percentage of flux on/in flux-coated and/or flux-cored solder 1 Object 1 Test specimen 1 Apparatus 1 Test procedure 1 Test 5-4CXX X: Miscellaneous test methods Test 5-4X01 : Spread test, extracted cored wires or preform s Object Method A Method B Additional inform ation Test 5-4X02: Spitting test of flux-cored wire solder 5 Object 5 2 Method A 5 Method B Additional information Test 5-4X03: Solder pool test 20 Object 20 Test specim en 20 3 Apparatus and reagents 20 Test procedure 20 5 Evaluation 21 Additional information 21 Bibliograph y 22 Figure – Test apparatus for spitting test Figure – Test apparatus for spitting test, method B Figure – Collecting paper with printed concentric circles with cm pitch I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 –3– Table – Student’s t distribution Table – Typical spread areas defined in mm Table – Exam ple of a test report – Spitting of flux-cored wire –4– I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 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 -4 : 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 r a l l o ys a n d fl u xe d a n d n o n -fl u x e d s o l i d w i re 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 possibl e, 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 du al 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 89-5-4 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 2/FDI S 91 /1 225/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 I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 –5– This publication has been drafted in accordance with the I SO/I EC Directives, Part This I nternational Standard is used in conjunction 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 committee has decided that the contents of this publication will rem ain unchanged until the stability date indicated on the I EC website under "http: //webstore.iec.ch" in the data related to the specific publication At this date, the publication will be • • • • reconfirmed, withdrawn, replaced by a revised edition, or am ended –6– I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 INTRODUCTION I EC 61 89 relates to test methods for materials or com ponent robustness for printed board assemblies, irrespective of their method of m anufacture 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; m ethods are grouped according to their application and numbered sequentiall y as they are developed and released I n some 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 comprehensive set of test m ethods When this situation occurs, it will be noted on the specific test method; if the test method is reproduced with minor revision, those paragraphs that are different are identified This part of I EC 61 89 contains test methods for evaluating robustness of materials or com ponent for printed board assemblies The m ethods are self-contained, with sufficient detail and description so as to achieve uniformity and reproducibility in the procedures and test m ethodologies The tests shown in this standard are grouped according to the following principles: P: V: D: C: M: E: N: X: preparation/conditioning methods visual test methods dimensional test m ethods chemical test m ethods mechanical test methods electrical test methods environm ental test m ethods m iscellaneous test m ethods 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 m ethod numbers have no significance with respect to a possible test sequence; that responsibility rests with the relevant specification that calls for the m ethod being performed The relevant specification, in m ost 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 "5-4C01 " represents the first chemical test method described in IEC 61 89-5-4 In short, in this exam ple, 5-4 is the num ber of the part of I EC 61 89, C is the group of methods, and 01 is the test number I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 –7– 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 -4 : 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 r a l l o ys a n d fl u xe d a n d n o n -fl u x e d s o l i d w i re 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 m ethods for solder alloys, fluxed and non-fluxed solid wire, based on existing I EC 61 89-5 and I EC 61 89-6 I n addition, it includes test methods for solder alloys, fluxed and non-fluxed solid wire, and 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 norm ativel 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 I EC 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 -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 and supplier In an y of these circum stances, it is essential that confidence can be placed upon the test data in term s of – accuracy: calibration of the test instruments and/or system; – precision: the repeatability and uncertainty of the measurement; –8– I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – resolution: the suitability of the test instrument and/or system 3.2 Accuracy The regim e by which routine calibration of the test equipm ent is undertaken shall be clearl y stated in the quality docum entation of the supplier or agency conducting the test and should meet the requirements of I SO 9001 The calibration shall be conducted by an agency having accreditation to a national or international measurem ent standard institute There should be an uninterrupted chain of calibration to a national or international standard Where calibration to a national or international standard is not possible, round-robin techniques m ay be used and documented to enhance confidence in measurem ent accuracy The calibration interval shall normall y be one year Equipm ent consistentl y found to be outside acceptable limits of accuracy shall be subject to sh ortened calibration intervals Equipment consistentl y found to be well within acceptable limits may be subj ect to relaxed calibration intervals A record of the calibration and maintenance history shall be m aintained for each instrum ent These records should state the uncertainty of the calibration technique (in ± % deviation) in order that uncertainties of measurement can be aggregated and determ ined A procedure shall be im plem ented to resolve an y situation where an instrum ent is found to be outside calibration lim its 3.3 Precision The uncertainty budget of an y m easurement technique is m ade up of both systematic and random uncertainties All estim ates shall be based upon a single confidence level, the minimum being 95 % System atic uncertainties are usuall y the predominant contributor and will include all uncertainties not subj ect to random fluctuation These include – calibration uncertainties, – errors due to the use of an instrum ent under conditions which differ from those under which it was calibrated, – errors in the graduation of a scale of an analogue meter (scale shape error) Random uncertainties result from numerous sources but can be deduced from a repeated measurement of a standard item Therefore, it is not necessary to isolate the individual contributions These m ay include – random fluctuations such as those due to the variation of an influence param eter Typicall y, changes in atm ospheric conditions reduce the repeatability of a measurement, – uncertainty in discrim ination, such as setting a pointer to a fi ducial mark or interpolating between graduations on an analogue scale Aggregation of uncertainties: Geometric addition (root-sum -square) of uncertainties may be used in most cases I nterpolation error is normall y added separatel y and may be accepted as being 20 % of the difference between the finest graduations of the scale of the instrum ent – 34 – I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 f) En utilisant de l'alcool isopropylique extrêm ement pur ou tout autre solvant approprié recomm andé par le fabricant de la brasure, agiter légèrement, chauffer m odérément et extraire complètem ent les résidus de flux du bécher Laisser décanter la solution d'extraction travers du papier filtrant grossier, en prenant soin de ne pas laisser de la brasure s'échapper du bécher Répéter la procédure d'extraction si nécessaire pour élim iner toutes les traces résiduelles de flux Laisser s'évaporer le reste de solvant en chauffant le bécher sous un léger courant d'air j usqu'à ce que les résidus soient complètement secs dans le bécher g) Peser le bécher et le métal de soudure fondu au 0, 01 mg le plus proche ( W3) h) Répéter la procédure d'extraction de résidus de flux jusqu'à ce qu'on obtienne un poids final W3 constant 4.1 4.2 Procédu re d'essai B a) A l'aide d'un m orceau de tissu imbibé de solvant dégraissant, nettoyer l'échantillon du fil d'apport fourré pour brasage tendre l'essai b) A l'aide de la balance, peser 30 g du fil nettoyé au 0, 01 g le plus proche Placer l'échantillon dans la gl ycérine Chauffer (50 ± 5) °C au-dessus de la température du liquidus du fil l'essai c) Eliminer toute trace de flux sur le fil fourré de flux de résine Laisser le flux refroidir et se solidifier d) Détacher la boulette de brasure solidifiée et rincer l'eau I mmerger la boulette dans l'alcool pendant environ Rincer nouveau la boulette l'eau et laisser sécher tem pérature ambiante e) A l'aide de la balance, mesurer la masse de la boulette un poids constant, au 0, 01 g le plus proche 4.1 4.3 Evaluation Selon la formule suivante, calculer la teneur en flux pourcentage de m asse pour la procédure A: FA de l'échantillon sous form e de FA (%) = 00 × ( W3 – W2) / W1 calculer la teneur en flux FB de Selon la formule suivante, pourcentage de m asse pour la procédure B: FB (%) = m1 m− m l'échantillon sous form e de × 00 = % (m asse) où m représente la m asse, en g, du fil d'apport fourré pour brasage tendre utilisé pour l'essai; m représente la m asse, en g, de la boulette de brasure 4.2 Essai 5-4CXX A l'étude X: Méthodes d'essais diverses 5.1 5.1 Essai 5-4X01 : Essai de propagation, fils fou rrés ou préformes extraits Objet Cette méthode d'essai donne une indication de l'activité des flux de préforme ou de brasage fourré La méthode d'essai propose deux m éthodes I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 35 – La m éthode A perm et de m esurer la surface de propagation du brasage La m éthode B perm et de mesurer le quotient de propagation du brasage 5.1 M éthode A 5.1 2.1 Echantillon d'essai a) m l de la matière extraite b) Vacant 5.1 2.2 Appareils et réactifs a) Cinq mesures de laiton 70/30 de 0, 25 mm d'épaisseur et d'environ 40 mm × 75 m m b) Laine d'acier très fine dégraissée (par exem ple, #00) c) Fil de brasage Sn63Pb37A ou Sn96 5Ag3Cu0 ou tout autre alliage de brasage selon accord entre utilisateur et fournisseur conformém ent l’I EC 61 90-1 -3 un diam ètre de , m m d) Creuset de métal d'apport d'au moins 25 mm de profondeur avec au m oins kg de brasage 5.1 2.3 Préparation de l'échantillon d'essai a) Nettoyer cinq échantillons en laiton avec la laine d'acier b) Pour aplanir l'échantillon en laiton, plier les côtés opposés de l'échantillon I l convient que les deux pliures soient parallèles la courbe de la bobine métallique qui a produit le laiton afin de renforcer et d'aplanir l'échantillon d'essai c) Couper 30 mm de fil de brasage solide d) Envelopper la longueur coupée de brasage autour d'un mandrin de m m e) Couper la bobine en anneaux individuels pour créer une préforme du brasage f) Ajuster la solution d'essai 25 % en masse avec de l'alcool isopropylique ou un solvant adapté, m esurer et prélever (0, 05 ± 0,005) ml l'aide d'une micro-seringue ou d'une micro-pipette 5.1 2.4 Essai a) Maintenir le bain de brasage (260 ± 3) ° C pour Sn60Pb40, (255 ± 3) ° C pour Sn96 5Ag3Cu0.5 ou (35 ± 3) °C de plus que la température du liquidus pour tout autre alliage de brasage selon accord entre utilisateur et fournisseur b) Placer le brasage préformé au centre de l'échantillon d'essai c) Placer une goutte de (0, 05 ml) de flux au centre de la préform e de l'échantillon d'essai d) Placer soigneusem ent l'échantillon sur la surface du bain de brasage pendant s e) Retirer l'échantillon en position horizontale et le placer sur une surface plane qui perm et au brasage collé de se solidifier sans gêne f) Retirer tous les résidus de flux avec un solvant adapté 5.1 2.5 Evaluation Pour mesurer la zone de propagation du brasage, com parer des cercles (pré-dessinés) aux zones sim ilaires répertoriées dans le Tableau La m oyenne de la propagation des cinq échantillons de l'essai doit faire l'objet d'un rapport Le Tableau est présenté pour faciliter la définition des surfaces en mm – 36 – I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 Tableau – Surfaces de propagation habituelles définies en mm 5.1 Diamètre Surface mm mm 0, 00 78, 54 0, 70 90, 00 1 , 28 00, 00 M éthode B 5.1 3.1 Echantillon d'essai a) Flux extrait provenant du fil fourré ou des préform es b) Pour les flux solides, alcool isopropylique 25 % de m asse ou autre solvant approprié c) Fil de soudure de Sn63Pb37 ou Sn96 5Ag3Cu0 5, ou tout autre alliage de brasure convenu selon l'accord entre l'utilisateur et le fournisseur, conform ém ent l’I EC 61 90-1 3, devant être enroulé autour d'une bague de 3,3 mm de diamètre 5.1 3.2 Appareils et réactifs a) Bain de brasage: U n bain de brasage d'une profondeur de 30 mm, 00 mm × 50 mm au m oins, fourni avec régulateur therm ique jusqu'à (50 ± 2) °C au-dessus de la température du liquidus du brasage soumis essai b) Sécheur: U n four air pulsé équipé d'un régulateur therm ique j usqu'à (1 50 ± 3) °C et capable de maintenir la température c) Tenon d'un autre outil adapté qui permet de retirer l'essai du bain de brasage d) Laveur: Appareil qui permet d'élim iner aisément la pellicule de brasage oxydée dans le bain e) Spatule f) Masque m étallique: Epaisseur de 2, m m avec un orifice de mm de diamètre g) Micromètre: Précision de m esure 0, 001 mm près h) Micro-seringue ou micro-pipette: Précision de mesure au 0, 05 ml près i) Appareil expérim ental général: Appareil en verre j) Papier abrasif (étanche) k) Alcool: Ethanol (réactif pur) l) Alcool isopropylique (réactif pur) m) Solvant de lavage: Solvant qui permet d'élim iner le résidu de flux après brasage n) Plaque de cuivre: Plaque de 50 m m × 50 mm × 0, m m de cuivre diphosphate (pour éviter l'oxydation de surface) o) Brasage: Sn63Pb37, Sn96 5Ag3Cu0.5 ou tout autre alliage de brasage selon accord entre utilisateur et fournisseur spécifié dans l’I EC 61 90-1 -3 en tant qu'échantillon de référence 5.1 3.3 Préparation de l'échantillon d'essai 5.1 3.3.1 Procédu re d'essai a) Préparation d'une plaque de cuivre oxydée: la surface doit être nettoyée avec de l'alcool Un côté de la plaque doit être poli au papier abrasif, nettoyé l'alcool et séché température am biante Placer la plaque dans un sécheur (1 50 ± 3) °C pendant h, puis l'oxyder On pourrait plier les quatre coins de la plaque pour faciliter l'utilisation d'un tenon b) L'échantillon d'essai doit se présenter sous la form e d'une barre de 3, mm de diam ètre autour de laquelle est enroulé le fil de brasage de Sn63Pb37 ou Sn96.5Ag3Cu0 ou tout I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 37 – autre alliage de brasage de , m m de diam ètre selon accord entre l’utilisateur et le fournisseur c) Fil d'apport fourré pour brasage tendre de résine/colophane: Le produit lui-m ême doit être utilisé P ré p a t i o n de l'essai a) Fil d'apport fourré pour brasage tendre de résine/colophane: Après avoir nettoyé la surface avec de l'acétone, rincé l'eau désionisée puis l'alcool isopropylique, m esurer et couper (0, 30 ± 0, 03) g de l'échantillon, l'agiter, puis le placer au centre de la plaque de cuivre Cinq échantillons d'essai doivent être préparés b) Flux extrait provenant du fil d'apport fourré ou des préform es: Aj uster la solution d'essai 25 % en m asse avec de l'alcool isopropylique ou un solvant adapté, mesurer et prélever (0, 05 ± 0, 005) ml l'aide d'une m icro-seringue ou d'une m icro-pipette, puis placer l'ensemble au centre de la plaque de cuivre Recouvrir avec l'éprouvette de brasage Cinq échantillons d'essai doivent être préparés E ssai a) L'essai doit être chauffé pendant qu'il flotte sur un bain de brasage maintenu (233 ± 3) °C pour Sn63Pb37, (255 ± 3) °C pour Sn96 5Ag3Cu0 ou (35 ± 3) °C audessus de la température du liquidus pour tout autre alliage de brasage selon accord entre utilisateur et fournisseur I l doit être m aintenu cette température pendant 30 s une fois qu'il a fondu b) Retirer l'essai du bain, puis le refroidir c) Retirer le résidu de flux avec un solvant adapté E va l u ati o n La hauteur du brasage propagé fondu doit être mesurée avec un m icrom ètre ou un autre appareil adapté Le quotient de propagation doit être calculé partir de cette hauteur, l'aide de la formule ci-dessous Ce m ode opératoire doit être répété sur cinq échantillons d'essai et une valeur moyenne doit être obtenue, ce qui donne le quotient de propagation du flux qui représente le brasage de l'essai SR = 00 × ( D – H)/ D où SR H D V est le quotient de propagation (%); est la hauteur du brasage propagé (mm); est le diamètre du brasage (m m), quand on admet que c'est une sphère (mm ) ( D = ,24 V1 /3 ); est la m asse/la densité du brasage soum is l'essai Dans le cas du fil d'apport fourré pour brasage tendre de résine et de la pâte de brasage, la m asse du brasage utilisé pour l'essai doit être celle de l'échantillon moins le flux contenu I n fo rm a t i o n s c o m p l é m e n t a i re s Sécurité: Observer toutes les précautions appropriées indiquées dans les fiches de données de sécurité pour les produits chimiques utilisés dans la présente méthode d'essai Plaque en laiton ASTM B-36, feuille, bande et barre laminée (conformément l'ASTM-B-36 C2600 HO2) [3] – 38 – 5.2 5.2.1 I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 Essai 5-4X02: essai de projection de fil d'apport fourré pou r brasage tendre Objet Cette m éthode d'essai offre un moyen de mesure des caractéristiques de proj ection des fils d'apport fourré et m étaux d'apport en ruban 5.2.2 5.2.2.1 M éthode A Echantillon d'essai L'échantillon d'essai doit être com posé de m de fil d'apport fourré ou de m étal d'apport en ruban (pouvant être coupé en longueurs plus petites pour faciliter la m anipulation) 5.2.2.2 Appareils a) Un support de laboratoire avec une bride de fixation de fer souder et un anneau ou plateau de support m étallique percé d'un orifice adapté en son centre b) Un morceau de feuille d'aluminium de 20 cm × 20 cm avec un orifice percé en son centre de (1 ± 0,5) mm de diamètre c) Un petit plateau métallique percé d'un orifice adapté en son centre, permettant de recueillir la brasure fondue s'écoulant de la panne de fer souder d) Un fer souder arête centrale propre qui a été revêtue de brasure et nettoyée 5.2.2.3 Procédure d'essai 5.2.2.3.1 Préparation de l'essai a) A l'aide de m orceaux supplémentaires de brasure identiques l'échantillon d'essai, déterm iner la teneur en flux du fil d'apport fourré pour brasage tendre conformém ent l’I EC 61 89-5-4, Essai 5-4C01 , et exprimé en unités de pourcentage ( F voir 4 3) b) Définir la configuration de l'essai (présenté dans la Figure ) I l convient de placer le fer souder de sorte que sa panne traverse la feuille d'alum inium sur environ mm c) Peser la feuille d'aluminium ( P1 ) et la placer sur le plateau/anneau de support de laboratoire de m anière centrer l'orifice de 1 m m autour de la panne du fer souder d) Peser l'échantillon de soudure ( W1 ) e) Activer le fer souder et laisser la température de sa panne se stabiliser , I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 39 – Flux cored solder wire Aluminum foil Metal tray 45° Hole 1 mm in diameter Metal tray to collect solder Soldering iron Stand IEC Légende An glais Franỗais Flu x cored solder wire Fil d'apport fou rré pour brasag e tend re Alum inum foil Feuill e d'alum inium Metal tray Plateau m étalli qu e Hole 1 m m in diam eter Orifice d e 1 m m de diam ètre Metal tray to coll ect solder Plateau m étalli qu e pour l e recu eil de l a brasu re Solderin g iron Fer souder Stand Support Figure – Appareil d'essai de projection 5.2.2.3.2 Essai Appliquer l'échantillon de soudure sur la panne chauffée du fer souder une vitesse homogène, environ cm la fois, en m aintenant la tem pérature de la panne du fer souder stable 5.2.2.3.3 Evaluation a) Peser la ou les embases de l'échantillon de soudure qui n'ont pas fusionné dans l'essai ( W2) b) Peser la feuille d'aluminium contenant le flux proj eté ( P2) – 40 – I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 c) Calculer le poids en pourcentage de flux proj eté, comm e suit: Pourcentage du poids de flux proj eté = 5.2.3 5.2.3.1 ( P2 − P1 ) F × (W1 − W2 ) M éthode B Echantillon d'essai Trois longueurs de 50 cm de fil d'apport fourré pour brasage tendre ou de m étal d'apport en ruban (pouvant être coupés en longueurs plus petites pour faciliter la m anipulation) 5.2.3.2 Appareils a) Un support de laboratoire avec une bride de fixation de fer souder et un plateau de support m étallique percé d'un orifice adapté en son centre b) Une feuille de papier de collecte format lettre ou A4 comportant un orifice percé en son centre de (9,5 ± 0, 5) mm de diam ètre et des cercles concentriques imprimés de cm de pas (voir Figure c) Un petit plateau métallique sous le plateau de support m étallique pour recueillir la brasure fondue s'écoulant de la panne de fer souder d) Un fer souder arête centrale propre qui a été revêtue de brasure et nettoyée 5.2.3.3 Préparation de l'essai a) A l'aide de m orceaux supplém entaires de brasure identiques l'échantillon d'essai, déterminer la teneur en flux du fil d'apport fourré pour brasage tendre conformément l’I EC 61 89-5-4, Essai 5-4C01 , et exprimé en unités de pourcentage (% F) b) Définir la configuration de l'essai comme présenté dans la Figure c) I l convient de positionner le fer souder de telle manière que le fil d'apport fourré pour brasage tendre soit mis en contact environ mm au-dessus du papier de collecte L'angle du fer souder et/ou du fil d'apport fourré pour brasage tendre par rapport au papier de collecte peut être changé sous réserve d'un accord entre le client et le fournisseur d) Placer le papier de collecte sur le plateau métallique e) Activer le fer souder et laisser la tem pérature de sa panne se stabiliser La tem pérature d'essai doit être égale 350 °C, ou toute autre température ayant fait l'obj et d'un accord entre le client et le fournisseur I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 41 – S o l d e ri n g i ro n F l u x c o re d s o l d e r w i re C o l l e c ti n g p a p e r a p p ro x i m a te l y 77mmm m M e ta l tra y M e ta l tra y / p o t S ta n d IEC Lộgende Anglais Franỗais Solderin g iron Fer souder Coll ecting paper Papier de col lecte Flu x cored solder wire Fil d'apport fou rré pour brasag e tend re approxim ately mm mm environ Metal tray Plateau m étalli qu e Metal tray/pot Plateau/Creuset m étalliq ue Stand Support Figure – Appareil d'essai de projection (méthode d'essai B) – 42 – I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 IEC Voir le Tabl eau F i g u re – P a p i e r d e c o l l e c t e c o m p o rt a n t d e s c e rc l e s c o n c e n t ri q u e s i m p ri m é s d e cm d e pas E ssai Appliquer 30 cm de l'échantillon de soudure sur la panne chauffée du fer souder une vitesse homogène, environ cm la fois, en maintenant la tem pérature de la panne du fer souder stable E va l u ati o n a) Compter le nombre de projections de flux et de soudure b) Reporter les résultats dans le Tableau I n fo rm a t i o n s c o m p l é m e n t a i re s Sécurité: Observer toutes les précautions de sécurité appropriées I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 43 – Tableau – Exemple de rapport d'essai – Projection de fil d'apport fourré pour brasage tendre Date Nom de l’échantill on Diam ètre (mm ) Teneur en flu x (%) Tem pératu re d’essai (° C) Projection (pcs) mm Flu x Soudu re 20 20 30 30 40 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 00 5.3 5.3.1 Essai 5-4X03: Essai du bain d'étain Objet La méthode d'essai du bain d'étain consiste mesurer les caractéristiques de mouillage du flux sur/dans le fil d'apport enrobé de fondant et/ou fourré 5.3.2 Echantillon d'essai a) Trois morceaux de fil d'apport fourré pour brasage tendre, d'environ 30 m m de long et , m m de diam ètre, trois morceaux de m étal d'apport en ruban enrobé de fondant et/ou fourré, pesant chacun environ g ou trois préform es enrobées de fondant et/ou fourrées, chacune pesant également environ g b) Environ m l de flux extraits et préparés conform ém ent l’I EC 61 90-1 -3, et trois m orceaux de fil d'apport non fourré pour brasage tendre de , mm conform ém ent l’I EC 61 90-1 -3 5.3.3 Appareils et réactifs a) Trois m orceaux plats de 0, 25 mm d'épaisseur de laiton 70/30 d'environ 75 mm × 40 mm b) Laine d'acier fine dégraissée, par exem ple: #00 c) Creuset de m étal d'apport contenant au m oins kg de brasure fondue tem pérature stabilisée de (60 ± 0) °C au-dessus de la tem pérature du liquidus de l'alliage utilisé dans les échantillons de soudure, présentant un diamètre de surface de soudure d'au m oins 80 m m et une profondeur de soudure d'au moins 25 m m d) Mandrin de (3 ± 0, 5) mm de diam ètre e) Une paire de pinces brucelles perm ettant de manipuler les échantillons de laiton chauds f) Minuterie affichant les secondes – 44 – 5 I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 P ro c é d u re d ' e s s a i P ré p a t i o n de l'essai Nettoyer soigneusement les trois échantillons en laiton avec la laine d'acier et plier un coin de chacun d'eux selon un angle d'environ 60º pour faciliter leur manipulation l'aide des pinces brucelles P ré p a t i o n d e l ' é ch an ti l l o n d 'essai a) Lors de l'utilisation d'échantillons de brasure en fil ou ruban, em bobiner individuellement chaque m orceau de l'échantillon de soudure autour du m andrin et placer un morceau embobiné peu près au centre de chaque échantillon d'essai en laiton b) En cas d'utilisation d'échantillons de flux de préform e, déposer un d'environ g peu près au centre de chaque échantillon d'essai en laiton c) En cas d'utilisation de flux extrait et d'apport non fourré pour brasage tendre, embobiner individuellem ent chaque m orceau de l'échantillon de soudure non fourrée autour du mandrin, placer une goutte de flux (environ 0, 05 m l) peu près au centre de chaque échantillon d'essai en laiton, puis placer un m orceau em bobiné de soudure non fourrée au centre de la goutte de flux sur chaque échantillon d'essai en laiton E ss ATTENTI ON : En cas de déplacem ent des échantillons d'essai en laiton, prendre soin de déplacer très lentem ent les échantillons et de maintenir leur surface horizontale, de sorte que les essais ne pâtissent pas de m ouvem ents du flux ou de la brasure sans rapport avec la fusion a) Gratter la surface de la brasure fondue dans le creuset de métal d'apport pour élim iner le laitier b) Placer avec précaution un échantillon d'essai sur la surface de la brasure fondue, la laisser pendant (1 ± ) s, puis la retirer et la déposer sur une surface plane permettant au bain d'étain de se solidifier sans gêne c) Répéter les étapes a) et b) avec les deux autres échantillons d'essai 5 E va l u ati o n a) Exam iner l'œil nu la surface des échantillons d'essai la recherche de marques de proj ection de flux, mises en évidence par des points de flux et/ou de résidu de flux l'extérieur du bain d'étain principal et du résidu de flux b) Utiliser un solvant adapté pour retirer suffisamm ent de résidus de flux des trois échantillons pour voir clairem ent le bain d'étain solidifié et la surface de l'échantillon en laiton restant c) Exam iner l'œil nu l'épaisseur du bord du bain d'étain sur les échantillons d'essai de surface la recherche de m arques de non-m ouillage ou de dém ouillage d) La soudure fourrée et/ou la soudure partir de laquelle le flux a été extrait doit annuler cet essai du bain d'étain en cas de présence de non mouillage, de dém ouillage ou de proj ection de flux ou si le bain d'étain ne retourne pas dans une arête m ince La forme irrégulière des bains d'étain n'est pas nécessairement signe de démouillage ou de nonmouillage I n fo rm a t i o n s c o m p l é m e n t a i re s Sécurité: Observer toutes les précautions de sécurité appropriées Consulter les fiches de données de sécurité (FDS) pour conntre les précautions prendre avec les produits chimiques im pliqués dans cette m éthode d'essai ASTM B-36 Brass Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar (Voir la Bibliographie) I EC 61 89-5-4: 201 © I EC 201 – 45 – Bibliographie 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 IEC 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: 2006, 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 seulem ent) 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) I EC 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 IEC 61 90-1 -2, Matériaux de fixation pour les assemblages électroniques – Partie 1-2: Exigences relatives aux pâtes braser pour les interconnexions de haute qualité dans les assemblages de composants électroniques IEC 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 , S ystèmes de management de la qualité – Exigences I SO 9455-1 , Flux de brasage tendre – Méthodes d'essai – Partie 1: Dosage des matières non volatiles par gravimétrie I SO 9455-2, Flux de brasage tendre – Méthodes d'essai – Partie 2: Dosage des matières non volatiles par ébulliométrie ASTM B-36 Brass Plate, Sheet, Strip, and Rolled Bar (disponible en anglais seulem ent) I PC-9201 : 996, Surface Insulation Resistance Handbook (disponible en anglais seulement) I PC-TR-467: 996, Supporting Data and Numerical Examples for ANSI/J-STD-001B (Control of Fluxes) (Disponible en anglais seulem ent) _ I N TE RN ATI O N AL E LE CTRO TE CH N I CAL CO M M I S S I O N 3, ru e d e Va re m bé P O B ox CH -1 1 G e n e va S wi tze rl a n d Te l : + 41 F a x: + 22 91 02 1 22 91 03 00 i n fo @i e c ch www i e c ch