Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7699-2-82:2014 quy định các thử nghiệm mọc râu đối với các linh kiện điện tử và điện đại diện cho giai đoạn hoàn thiện, với lớp hoàn thiện là thiếc hoặc hợp kim thiếc. Tuy nhiên, tiêu chuẩn không quy định các thử nghiệm đối với râu có thể mọc do ứng suất cơ bên ngoài.
TCVN 7699-2-82:2014 IEC 60068-2-82:2007 THỬ NGHIỆM MÔI TRƯỜNG PHẦN 2-82: CÁC THỬ NGHIỆM - THỬ NGHIỆM XW1: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM MỌC RÂU ĐỐI VỚI LINH KIỆN ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ Environmental testing - Part 2-82: Tests - Test XW1: Whisker test methods for electronic and electric components Lời nói đầu TCVN 7699-2-82:2014 hoàn toàn tương đương với IEC 60068-2-82:2007; TCVN 9899-2:2014 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC/E3 Thiết bị điện tử dân dụng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Cơng nghệ cơng bố THỬ NGHIỆM MƠI TRƯỜNG - PHẦN 2-82: CÁC THỬ NGHIỆM - THỬ NGHIỆM XW 1: PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM MỌC RÂU ĐỐI VỚI LINH KIỆN ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ Environmental testing - Part 2-82: Tests - Test XW1: Whisker test methods for electronic and electric components Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định thử nghiệm mọc râu linh kiện điện tử điện đại diện cho giai đoạn hoàn thiện, với lớp hoàn thiện thiếc hợp kim thiếc Tuy nhiên, tiêu chuẩn không quy định thử nghiệm râu mọc ứng suất bên Phương pháp thử nghiệm sử dụng quy định kỹ thuật liên quan (quy định kỹ thuật linh kiện ứng dụng) với chuyển đổi mức khắc nghiệt thử nghiệm áp dụng tiêu chí chấp nhận xác định Trường hợp thử nghiệm mô tả tiêu chuẩn xem xét cho linh kiện khác, ví dụ phận khí sử dụng thiết bị điện điện tử, cần đảm bảo hệ thống vật liệu chế mọc râu so sánh Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm công bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố áp dụng phiên (kể sửa đổi) TCVN 7699-1 (IEC 60068-1), Thử nghiệm môi trường - Phần 1: Quy định chung hướng dẫn TCVN 7699-2-14 (IEC 60068-2-14), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-14, Các thử nghiệm Thử nghiệm N: Thay đổi nhiệt độ TCVN 7699-2-78 (IEC 60068-2-78), Thử nghiệm môi trường - Phần 2-78: Các thử nghiệm Thử nghiệm Cab: Nóng ẩm khơng đổi IEC 60068-2-20:1979, Environmental testing - Part 2-20: Tests - Test T: Soldering (Thử nghiệm môi trường - Phần 2-20: Các thử nghiệm - Thử nghiệm T: Hàn thiếc) IEC 60068-2-58:1989, Environment testing - Part 2-58: Tests - Test Td: Solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD) (Thử nghiệm môi trường - Phần 2-58: Các thử nghiệm - Thử nghiệm Td: Các phương pháp thử nghiệm tính dễ hàn, khả khơng hòa tan lớp phủ kim loại khả chịu nhiệt hàn cấu lắp bề mặt (SMD)) Hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam có TCVN 7699-2-20:2014 hồn tồn tương đương với IEC 60068-2-20:2008 IEC 61192-3:2002, Workmanship requirements for soldered electronic assemblies - Part 3: Through-hole mount assemblies (Yêu cầu trình độ gia cơng khối lắp ráp điện tử có hàn - Phần 3: Khối lắp ráp lắp xuyên qua lỗ) IEC 61760-1:2006, Surface mounting technology - Part 1: Standard method for the specification of surface mounting components (SMDs) (Công nghệ lắp bề mặt - Phần 1: Phương pháp tiêu chuẩn dùng cho quy định kỹ thuật linh kiện lắp bề mặt (SMD) Thuật ngữ định nghĩa Tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa nêu TCVN 7699-1 (IEC 60068-1) định nghĩa 3.1 Râu (Whisker) Phần kim loại sùi lên mọc cách tự phát trình bảo quản sử dụng CHÚ THÍCH 1: Râu nói chung khơng u cầu đến điện trường để mọc lên lẫn lộn với sản phẩm di chuyển điện hóa Các dấu hiệu điển hình râu bao gồm: - Các đường vân theo hướng mọc râu; - thường không phân nhánh; - thường có đường kính khơng đổi Các trường hợp ngoại lệ biết đến, thấy cần nghiên cứu cụ thể Đối với mục đích tiêu chuẩn này, râu xem xét - râu có hệ số hình dạng (chiều dài/chiều rộng) lớn 2; - râu dài 10 µm dài CHÚ THÍCH 2: Đối với mục đích tiêu chuẩn này, râu có đặc tính sau đây: - râu quăn, uốn cong xoắn lại; râu thường có hình dạng mặt cắt khơng thay đổi; - râu có vòng tròn xung quanh chu vi trụ CHÚ THÍCH 3: Khơng nên nhầm lẫn râu với nhánh giống dương xỉ mọc bên bề mặt vật liệu, hình thành dịch chuyển điện loại ion tạo q trình đơng đặc 3.2 Hệ thống vật liệu (material system) Đầu nối dây bao gồm yếu tố đây: a) vật liệu gốc; b) lớp lót, có, nằm lớp mạ cuối cùng; c) lớp mạ thiếc hợp kim thiếc cuối CHÚ THÍCH: Có thể có lớp bổ sung lớp vật liệu gốc lớp lót Lớp áp chót vật liệu chủ yếu sử dụng lớp kết tụ phía lớp mạ thiếc mạ hợp kim thiếc cuối linh kiện Thiết bị thử nghiệm Thiết bị thử nghiệm phải bao gồm thành phần sau: 4.1 Máy sấy khô Máy sấy khô phải có khả cung cấp điều kiện nhiệt độ độ ẩm quy định 6.1 4.2 Tủ ẩm Tủ ẩm phải đáp ứng tất yêu cầu TCVN 7699-2-78 (IEC 60068-2-78) có khả cung cấp điều kiện quy định 6.2 Hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam có TCVN 7699-2-58:2014 hồn tồn tương đương với IEC 60068-2-58:2004 4.3 Tủ chu trình nhiệt Tủ chu trình nhiệt phải đáp ứng tất yêu cầu TCVN 7699-2-14 (IEC 60068-2-14), thử nghiệm Na có khả cung cấp điều kiện quy định 6.3 4.4 Kính hiển vi quang học Kính hiển vi lập thể quang học có độ phóng đại 50 lần có độ rọi thích hợp, có khả phát râu với chiều dài 10 µm Nếu dùng để đo, kính hiển vi phải trang bị thang đo hệ thống phát điện tử có khả đo chiều dài với độ xác tối thiểu ±5 µm 4.5 Kính hiển vi điện tử qt hình Kính hiển vi điện tử qt hình (SEM) có khả khảo sát bề mặt mẫu, tốt trang bị hệ thống gắp nghiêng xoay mẫu 4.6 Thiết bị gá Thiết bị gá phải có khả đặt mẫu tủ thử nghiệm quy định 4.1, 4.2 4.3 mà không ảnh hưởng đến việc tuân thủ yêu cầu quy định Thiết bị gá phải gắn vào kính hiển vi quang học có kích thước nhỏ phù hợp để đưa vào buồng mẫu SEM Chuẩn bị thử nghiệm 5.1 Yêu cầu chung Mẫu phải đại diện cho sản phẩm hoàn thiện cung cấp thị trường CHÚ THÍCH: Hướng dẫn kích thước mẫu phù hợp cung cấp Phụ lục C 5.2 Lựa chọn phương pháp thử nghiệm Chọn phương pháp thử nghiệm thích hợp tùy theo loại lớp mạ cuối cùng, lớp lót vật liệu gốc mẫu theo Bảng 5.3 Điều kiện bảo quản trước thử nghiệm Mẫu phải giữ h điều kiện khí tiêu chuẩn định nghĩa điều 5.3.1 TCVN 7699-1 (IEC 60068-1), trước bước ổn định trước hay thử nghiệm 5.4 Gắp mẫu Khuyến cáo sử dụng thiết bị gá quy định 4.6 để giữ mẫu để tránh nhiễm bẩn mẫu dự kiến Thiết bị gá không tiếp xúc với bề mặt kim loại mẫu cần thử nghiệm Mẫu phải thao tác cẩn thận, tránh không để râu rụng dự kiến Râu bị gãy phải ghi lại, xem 7.4 Trường hợp có khả râu rụng xuống, phải cân nhắc thiết kế thiết bị gá thích hợp trước thử nghiệm Lớp phủ bắn phá dẫn điện thường dùng để hỗ trợ việc kiểm tra SEM, C, Pt hay Au, không để kết tụ mẫu 5.5 Ổn định trước xử lý nhiệt 5.5.1 Mô hàn trước thử nghiệm mơi trường xung quanh thử nghiệm nóng ẩm (xem 6.1 6.2) a) Linh kiện dành để hàn Trước mô việc hàn, mẫu mô tả vật liệu trường hợp 1.1, trường hợp trường hợp phải lưu trữ nhiệt độ phòng 30 ngày sau q trình chế tạo cuối cùng, chẳng hạn theo mã ngày nêu sản phẩm Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, linh kiện phải chịu bước mô hàn theo Bảng 1, không sử dụng chất hàn không tiếp xúc với bề mặt kim loại Bảng - Các phương pháp ổn định trước - Mô việc hàn Kiểu linh kiện Mô việc hàn SMD Nửa đầu mẫu Nửa thứ hai mẫu Xử lý nhiệt hồi lưu theo Bảng (Nhóm 3) 8.1.2.1, IEC 60068-2-58 Khơng có Nhúng vào chất lỏng trơ1 theo thử nghiệm Ta, phương pháp IEC 60068-2-20 Kiểu khác Khơng có Độ sâu nhúng: tối đa mm ví dụ perfluoropolyether PFPE Sau bước ổn định trước, thử nghiệm phải bắt đầu vòng 168 h Các điều kiện ổn định trước nhiệt phải ghi lại b) Linh kiện không để hàn Không áp dụng ổn định trước nhiệt 5.5.2 Mô hàn trước thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ (xem 6.3) a) Linh kiện dùng để hàn Trước hàn, mẫu mô tả vật liệu trường hợp 1.1, trường hợp trường hợp lưu giữ nhiệt độ phòng 30 ngày sau trình chế tạo cuối cùng, chẳng hạn theo mã ngày nêu sản phẩm Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, linh kiện lắp ráp bảng mạch in Vật liệu bảng mạch phải thủy tinh dệt epoxide, dày (1,6 ± 0,2) mm Quy trình lắp ráp phải phù hợp với Bảng Bảng - Phương pháp ổn định trước - Hàn Kiểu linh kiện Hàn SMD Hàn hồi lưu đối lưu khơng khí nóng với chất hàn SnAgCu 1, chất trợ dung hoạt hóa thấp, theo Bảng (Nhóm 3) 8.1.2.1, IEC60068-2-58 Kiểu khác Hàn lớp cách sử dụng profin hàn theo 6.1 IEC 61760-1, sử dụng chất hàn SnAgCu Áp dụng 50 % lượng hỗn hợp chất hàn khuyến cáo sản phẩm điển hình Yêu cầu phải đảm bảo sau hàn, phần bề mặt đầu nối khơng bị phủ chất hàn lại để kiểm tra Sau bước ổn định trước này, thử nghiệm phải bắt đầu vòng 168 h Điều kiện hàn phải ghi lại b) Linh kiện không để hàn Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, linh kiện thử nghiệm giai đoạn chưa lắp ráp 5.6 Chuẩn bị mẫu cách tạo hình chân linh kiện Trong trường hợp linh kiện phải chịu ứng suất học sau chuyển tới, ví dụ tạo hình chân linh kiện, yêu cầu phải ổn định trước mang tính đại diện Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, mẫu phải uốn cong 90 o tới bán kính uốn bên khơng đổi quy định bán kính tối thiểu Bảng 1, IEC 61192-3 Điều kiện thử nghiệm 6.1 Thử nghiệm mơi trường xung quanh Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, áp dụng điều kiện theo Bảng theo mức khắc nghiệt lựa chọn từ Bảng 6: Bảng - Mức khắc nghiệt thử nghiệm môi trường xung quanh Mức khắc nghiệt Nhiệt độ Độ ẩm tương đối o C % A 30 ± 60 ± B 25 ± 10 50 ± 25 Khoảng thời gian thử nghiệm: 000 h 6.2 Thử nghiệm nóng ẩm Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, sử dụng tủ ẩm quy định TCVN 7699-2-78 (IEC 60068-2-78) áp dụng điều kiện nêu đây: - nhiệt độ: (55 ± 3)oC - độ ẩm tương đối: (85 ± 5) % - khoảng thời gian thử nghiệm: 000 h Áp dụng biện pháp gia nhiệt, làm mát, làm ẩm hút ẩm thử nghiệm theo cách không để sương ngưng tụ mẫu 6.3 Thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, áp dụng thủ tục quy định TCVN 7699-2-14 (IEC 60068-2-14), thử nghiệm Na với điều kiện nêu đây: Đối với nhiệt độ nhiệt độ trên, mức khắc nghiệt theo Bảng phải sử dụng Bảng - Mức khắc nghiệt thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ - Nhiệt độ Mức khắc nghiệt (Ký tự đầu tiên) Nhiệt độ o Nhiệt độ o C C K -40 ± 85 ± L -55 ± 85 ± M -40 ± 125 ± N -55 ± 125 ± CHÚ THÍCH: Trình tự mức khắc nghiệt liệt kê dải nhiệt độ nhiệt độ nhiệt độ không áp đặt mức độ khắc nghiệt cụ thể, xem Phụ lục H CHÚ THÍCH: Mức khắc nghiệt thử nghiệm đưa hai ký tự, ví dụ KQ -40oC/85oC/1 000 chu kỳ Có thể đưa tham số khắc nghiệt cách sử dụng ký tự “x” thay cho tham số khơng quy định, ví dụ Kx dùng cho -40 oC/85oC Áp dụng thời gian trì tối thiểu 20 cho nhiệt độ thử nghiệm cận nhiệt độ thử nghiệm cận Thời gian chuyển đổi giá trị cực hạn phải ngắn 30 s Về số lượng chu kỳ thử nghiệm, áp dụng điều kiện theo Bảng theo mức khắc nghiệt lựa chọn từ Bảng Bảng - Mức khắc nghiệt thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ - Chu kỳ Mức khắc nghiệt (Ký tự thứ hai) Số chu kỳ P 000 Q 000 CHÚ THÍCH: Mức khắc nghiệt thử nghiệm đưa hai ký tự, ví dụ KQ đối với-40oC/85oC /1 000 chu kỳ Có thể đưa tham số khắc nghiệt cách sử dụng ký tự “x” thay cho tham số không quy định, ví dụ xQ dùng cho 000 chu kỳ Lịch trình thử nghiệm 7.1 Quy trình lựa chọn phương pháp thử nghiệm Trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, phương pháp thử nghiệm phải lựa chọn tùy theo kiểu lớp mạ, lớp lót vật liệu gốc linh kiện Áp dụng ma trận định Bảng để lựa chọn phương pháp thử nghiệm thích hợp Bảng - Tính phù hợp phương pháp thử nghiệm trường hợp lớp mạ khác Phương pháp thử nghiệm mức khắc nghiệt Trường hợp Mơ tả vật liệu Vật liệu gốc, lớp lót lớp mạ Thử nghiệm môi trường xung quanh 6.1 Vật liệu gốc hợp kim riêng sắt (Fe) niken (Ni) khơng có lớp lót, lớp lót hợp kim riêng sắt niken Thử nghiệm Thử nghiệm chu kỳ nhiệt nóng ẩm độ 6.2 CĨ KHƠNG CĨ Lớp mạ thiếc (Sn) hợp kim thiếc bất kỳ, ngoại trừ hợp kim định nghĩa trường hợp 1.1 1.1 Vật liệu gốc hợp kim riêng sắt (Fe) niken (Ni) khơng có lớp lót, lớp lót hợp kim riêng sắt niken Lớp mạ hợp kim thiếc (Sn) có chứa đồng (Cu) kẽm (Zn) hai Vật liệu gốc bất kỳ, ngoại trừ vật liệu trường hợp 1.0 1.1 Lớp lót niken (Ni) bạc (Ag) Vật liệu gốc đồng (Cu) hợp kim đồng, khơng có lớp lót Lớp mạ thiếc (Sn) hợp kim thiếc 3.1 Vật liệu gốc đồng (Cu) hợp kim đồng khơng có lớp lót, lớp lót đồng hay hợp kim đồng Lớp mạ thiếc (Sn), với lớp hợp chất kim loại liên kết ổn định Sn Cu (xem điều kiện A đây) Vật liệu gốc lớp lót khơng phải vật liệu quy định trường hợp đến kể 6.3 CÓ Mức khắc nghiệt A CÓ CÓ CÓ Mức khắc nghiệt B CÓ CÓ Mức khắc nghiệt xQ CÓ CÓ CÓ Mức khắc nghiệt A Mức khắc nghiệt xQ CÓ CÓ Mức khắc nghiệt B Mức khắc nghiệt xP CÓ CÓ Mức khắc nghiệt A Mức khắc nghiệt xP Mức khắc nghiệt xQ CÓ CÓ Mức khắc nghiệt xP Các điều kiện đặc biệt: A) Sự có mặt lớp hợp chất kim loại liên kết Sn Cu hình thành với độ dày tối thiểu 0,5 µm giả định - lớp mạ thiếc kết tụ bể thiếc nóng chảy nhiệt độ 250 oC khoảng thời gian trì tương ứng 0,5 s, - lớp mạ thiếc nóng chảy vòng 24 h sau mạ điện nhiệt độ 250oC khoảng thời gian trì tương ứng 0,5 s, - lớp mạ thiếc ủ vòng 24 h sau mạ điện nhiệt độ 150 oC cho khoảng thời gian trì h 7.2 Phép đo ban đầu Kiểm tra bên mẫu chuẩn bị theo Điều trước tiến hành thử nghiệm lựa chọn theo Bảng Đo ghi lại chiều dài tối đa râu mọc mẫu Nếu muốn đánh giá chi tiết hơn, trừ có quy định khác quy định kỹ thuật liên quan, đếm số râu diện tích hình vng 250 µm x 250 µm phần mọc dày mẫu, cách sử dụng SEM 7.3 Thử nghiệm Sau phép đo ban đầu, áp dụng phương pháp thử nghiệm khuyến cáo ma trận định Bảng 7.4 Phục hồi Tại điểm thử nghiệm trung gian bất kỳ, sau hoàn nghiệm, mẫu phải lưu giữ điều kiện khí tiêu chuẩn xác định theo điều 5.3.1 TCVN 7699-1 (IEC 60068-1) h Mẫu phải gắp cẩn thận, tránh không để râu rụng khỏi bề mặt Trong trường hợp râu bị rụng, ghi nhận kiện tiếp tục bước 7.5 Đánh giá trung gian đánh giá cuối Thực phép đánh giá trung gian cuối mô tả 7.2 Thông tin cần nêu quy định kỹ thuật liên quan Khi thử nghiệm đưa vào quy định kỹ thuật liên quan, chi tiết phải đưa chừng mực áp dụng: Thơng tin cần đưa Điều a) Mô tả thiết bị gá 4.6 b) Các yêu cầu chuẩn bị mẫu 5.4, 5.5 - Ổn định trước nhiệt 5.6 - Tạo hình dây dẫn đầu vào 6.1 c) Mức khắc nghiệt dung sai thử nghiệm môi trường xung quanh 6.1 - nhiệt độ - độ ẩm - khoảng thời gian d) Mức khắc nghiệt dung sai thử nghiệm ẩm 6.2 - nhiệt độ - độ ẩm - khoảng thời gian e) Mức khắc nghiệt dung sai thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ 6.3 - Nhiệt độ nhiệt độ - thời gian trì - thời gian chuyển đổi - khoảng thời gian f) Lựa chọn phương pháp thử nghiệm 7.1 g) Vùng xem xét để đánh giá 7.2, 7.5 Quy định kỹ thuật liên quan quy định kiểm tra trung gian tất phương pháp thử nghiệm áp dụng Về vấn đề này, quy định kỹ thuật liên quan phải quy định: - Các tiêu chí tính tiêu chí chấp nhận kiểm tra mắt, yêu cầu - Các tiêu chí chấp nhận tất phương pháp thử nghiệm áp dụng Yêu cầu tối thiểu báo cáo thử nghiệm Khi thử nghiệm sử dụng độc lập với quy định kỹ thuật liên quan, phải áp dụng yêu cầu tối thiểu báo cáo thử nghiệm: - Nhận dạng mẫu; - điều kiện chuẩn bị mẫu; - mức khắc nghiệt thử nghiệm khoảng thời gian; - thiết bị thử nghiệm thiết bị đo sử dụng; - chiều dài tối đa râu quan sát Phụ lục A (quy định) Phép đo chiều dài râu Chiều dài râu định nghĩa khoảng cách tính theo đường thẳng từ điểm gốc râu bề mặt cuối tới điểm xa râu Hình A.1 - Xác định chiều dài râu Xoay mẫu để điểm gốc điểm xa râu xuất mặt phẳng quan sát CHÚ THÍCH: Râu khơng phải lúc mọc theo hướng đường thẳng mà thay đổi trình mọc râu Tuy nhiên, mục đích xác định chiều dài râu hồn chỉnh, khơng thích hợp đo đoạn khác râu, hướng chúng, cộng lại để tính giá trị thực chiều dài tổng Phụ lục B (tham khảo) Ví dụ râu mọc Có thể trình bày đặc điểm quan sát cách sử dụng thuật ngữ Tuy nhiên, mô tả không phù hợp cho việc liên kết với tiêu chí chấp nhận a) Nốt sần Độ dài râu quan sát không lớn hai lần đường kính râu Hình B.1 - Nốt sần b) Râu hình trụ Râu mọc từ bề mặt cuối có dạng hình trụ, chiều dài tới 10 lần đường kính râu Hình B.2 - Râu hình trụ c) Râu dạng sợi (cũng gọi râu hình kim) Râu có dạng hình trụ, chiều dài lớn 10 lần đường kính râu Hình B.3 - Râu dạng sợi d) Râu quăn Râu gồm nhiều đoạn dạng hình trụ, với thay đổi đột ngột hướng mọc Hình B.4 - Râu quăn e) Râu xoắn ốc Râu có dạng uốn Hình B.5 - Râu xoắn ốc Phụ lục C (tham khảo) Hướng dẫn lô mẫu tiến trình thử nghiệm C.1 Yêu cầu chung Tiêu chuẩn cần sử dụng kết hợp với quy định kỹ thuật liên quan,trong xác định tiến trình lấy mẫu, thử nghiệm sử dụng, mức khắc nghiệt yêu cầu thử nghiệm yêu cầu tương ứng Phụ lục cung cấp cho người viết quy định kỹ thuật linh kiện quy định kỹ thuật áp dụng, với sở phù hợp cho việc xác định quy trình thử nghiệm yêu cầu việc tạo thành lơ mẫu Mục đích để hài hòa yêu cầu kiểu linh kiện độc lập lĩnh vực áp dụng, nơi coi áp dụng C.2 Tính tương đồng cơng nghệ Nhiều sản phẩm coi tương đồng công nghệ, kích thước thực số lượng đầu nối dây chúng, bề mặt mạ chúng tuân theo thiết kế, làm từ vật liệu áp dụng quy trình chế tạo Sự khác biệt đặc điểm khơng ảnh hưởng tới tính tương đồng công nghệ sản phẩm: - Chiều dày vật liệu gốc, đường kính dây dây dẫn đầu vào kích thước đầu nối dây khác nhau; - Các dây chuyền mạ áp dụng trình thiết bị mạ giống hệt nhau, kể dây chuyền đặt địa điểm khác nhau; - Các quy định kỹ thuật uốn cong tạo hình chân; - Số chân đầu nối dây; - Các linh kiện sử dụng thiết kế, vật liệu quy trình giống hệt Các đặc tính khiến sản phẩm không tương đồng công nghệ: - Vật liệu gốc có thành phần khác nhau; - Lớp lót có chiều dày thành phần khác nhau; - Vật liệu cuối có thành phần khác nhau; - Quy trình mạ khác nhau, kiểu vật lí, hóa học tham số điện; - Xử lý sau khác nhằm loại trừ tượng mọc râu, chẳng hạn nung chảy, ủ Bất mục coi khác tham số vượt giới hạn kiểm sốt quy trình Ngồi ra, nên áp dụng tính tương đồng cơng nghệ cho nhà thầu sau phê duyệt yêu cầu chất lượng C.3 Lập lô kiểm tra để phê duyệt yêu cầu chất lượng Lô kiểm tra cần bao gồm sản phẩm tương đồng mặt công nghệ Lô kiểm tra cần lấy từ mẻ sản phẩm khác phạm vi dải tương đồng công nghệ Nếu khái niệm tính tương đồng mặt cơng nghệ áp dụng, lô kiểm tra cần lấy từ mẻ đại diện cho tính đa dạng cho phép đặc điểm đề xuất Điều C.2 Cỡ mẫu cho lô kiểm tra cần lựa chọn theo cách đây: - Số lượng tối thiểu chân đầu nối dây kiểm tra thử nghiệm phải 30; - Số lượng sản phẩm tối thiểu sử dụng thử nghiệm phải 6; - Số dây dẫn đầu vào đầu nối dây yêu cầu cần phân bổ số linh kiện CHÚ THÍCH: Khơng khuyến cáo phải đáp ứng yêu cầu số chân đầu nối dây linh kiện nhiều chân với, ví dụ, linh kiện C.4 Tiến trình thử nghiệm để phê duyệt yêu cầu chất lượng Việc phê duyệt yêu cầu chất lượng cần tiến hành ba lơ kiểm tra độc lập Cần đòi hỏi phê duyệt yêu cầu chất lượng bổ sung thay đổi tham số sau đây: - thành phần vật liệu gốc; - thiều dày thành phần lớp lót; - thành phần vật liệu cuối cùng; - quy trình mạ, kiểu vật lí, hóa học tham số quy trình; - xử lý sau nhằm loại trừ tượng mọc râu, chẳng hạn nung chảy, ủ Cần yêu cầu phê duyệt chất lượng bổ sung có tham gia nhà thầu phụ quy trình mạ điện C.5 Quy trình thử nghiệm kiểm tra tính phù hợp chất lượng Kiểm tra tính phù hợp chất lượng cần tiến hành lô kiểm tra nhất, cách ba tháng Phụ lục D (tham khảo) Hướng dẫn tiêu chí chấp nhận D.1 Yêu cầu chung Tiêu chuẩn cần sử dụng kết hợp với quy định kỹ thuật liên quan, xác định tiến trình lấy mẫu, thử nghiệm sử dụng, mức khắc nghiệt yêu cầu thử nghiệm yêu cầu tương ứng Phụ lục cung cấp cho người viết quy định kỹ thuật linh kiện quy định kỹ thuật áp dụng, với sở phù hợp cho việc xác định giới hạn cho phép tiêu chí chấp nhận Mục đích để hài hòa yêu cầu kiểu linh kiện độc lập lĩnh vực áp dụng, nơi coi áp dụng D.2 Rủi ro liên quan tới tượng mọc râu Rủi ro liên quan tới tượng mọc râu tạo thành kết nối điện hai bề mặt dẫn độc lập, thường gọi ngắn mạch Ngắn mạch bắt nguồn từ râu gây thiệt hại đáng kể, ví dụ mạch điện trở kháng thấp, nóng chảy phóng điện hồ quang chân không, cố chung thiết bị Râu coi xuyên qua lớp phủ từ phía mọc râu Tại thời điểm công bố tiêu chuẩn này, chưa có chứng việc râu mọc chịu ảnh hưởng có mặt điện trường hay từ trường Vì rủi ro râu tạo thành ngắn mạch liên quan tới bề mặt dẫn mạch điện tử điện gần nhau, ví dụ bảng mạch in Điều có nghĩa với gói mạch tích hợp QFP đại, khoảng cách nhỏ d giảm xuống 0,17 mm Với linh điện thụ động “cỡ 010 05” nhỏ, khoảng cách nhỏ 0,13 mm tìm thấy tài liệu Hình D.1 - Khoảng cách nhỏ linh kiện bảng mạch Ngồi ra, tiêu chuẩn gia cơng khối lắp ráp bảng mạch in cho phép độ không thẳng hàng đầu nối dây thành phần vùng hàn, dẫn tới rút ngắn khoảng cách nhỏ nói Hơn nữa, khoảng thời gian thử nghiệm hạn chế, râu chưa mọc tới độ dài cuối Một kiểu an tồn thích hợp để tính đến giá trị gần tiệm cận tối tới dài cuối râu D.3 Tiêu chí chấp nhận chiều dài râu Dựa cân nhắc nêu trên, độ dài 50 µm khuyến cáo độ dài tối đa cho phép râu thử nghiệm quy định Tuy nhiên, có ứng dụng có mật độ khơng u cầu nhỏ vậy, cho phép áp dụng tiêu chí chấp nhận chặt chẽ hơn, ví dụ 100 µm D.4 Tiêu chí chấp nhận mật độ râu mọc Mật độ râu mọc, tức số râu đơn vị diện tích, khơng liên quan đến rủi ro liên quan đến râu Hiện chưa có chứng mối tương quan mật độ râu mọc, tính đồng mật độ mọc râu bề mặt cuối chiều dài râu Do khơng có sở để thiết lập tiêu chí chấp nhận dựa mật độ râu mọc Phụ lục E (tham khảo) Thông tin tượng mọc râu Các hiểu biết liên quan đến chế tượng mọc râu sau: - Xu hướng mọc râu phụ thuộc vào ba yếu tố: thiết kế lớp lắng đọng; thiết kế linh kiện; ứng suất nén bên tạo điều kiện môi trường - Râu xuất thông qua kết tinh lại thiếc râu mọc phụ thuộc vào ứng suất nén lớp kết tụ - Ứng suất nén gây đặc điểm sau: ứng suất bên kết tụ mạ; Cu khuếch tán vào Sn dọc theo ranh giới hạt, tạo tinh thể Cu6Sn5 khơng đều; ơxi hóa ăn vào bên lớp kết tụ; không phù hợp hệ số giãn nở nhiệt (CTE) vật liệu gốc (các) lớp mạ - Ứng suất nén bên sinh ứng suất bên ngồi, ví dụ uốn, cắt, tạo thành tải trọng lực Các ứng suất không xuất đồng thời, chúng bù trừ lẫn nhau, tượng phức tạp Các phương pháp thử nghiệm râu thiết lập có cân nhắc chế trên, sử dụng cách bảo quản môi trường xung quanh, bảo quản môi trường nóng ẩm thay đổi nhiệt độ theo chu kỳ Các ảnh hưởng biết để giảm thiểu mọc râu bao gồm đây: lớp lót Ni Ag ngăn ngừa phát triển liên kim CuSn khơng đều; xử lý nhiệt, ví dụ nóng chảy ủ, tạo thành hợp chất liên kim chuẩn (IMC) Cu 6Sn5 ngăn chặn phát triển sau liên kim CuSn không đều; Cu3Sn tạo thành làm giảm thể tích mol kết tụ Sn, làm giảm ứng suất nén; màng oxit ngăn ngừa râu xuất Ngược lại, kẽm khuếch tán bề mặt gây khó khăn cho hình thành lớp màng Phụ lục F (tham khảo) Thông tin thử nghiệm môi trường xung quanh F.1 Yêu cầu chung Thử nghiệm môi trường xung quanh ứng phó với nguy mọc râu liên quan tới trình khuếch tán, phát sinh từ bề mặt phân cách lớp mạ cuối lớp lót vật liệu gốc bên Nguyên nhân cụ thể tượng mọc râu cho hợp chất liên kim phát triển bên ma trận hạt lớp mạ cuối Độ ẩm không coi có ảnh hưởng lớn tượng mọc râu thử nghiệm F.2 Lựa chọn mức kiện khắc nghiệt Đối với tình áp dụng biện pháp chống lại khuếch tán đồng, ví dụ lớp lót Ni, hợp chất liên kim chuẩn CuSn ủ nung chảy, việc kiểm soát chặt chẽ điều kiện nhiệt độ độ ẩm khơng phải thiết yếu Do áp dụng mức khắc nghiệt B Đối với tình mà khuếch tán kỳ vọng tạo hợp chất liên kim chuẩn CuSn không đều, tốc độ trình phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ mơi trường xung quanh Do cần phải kiểm sốt chặt chẽ nhiệt độ áp dụng mức khắc nghiệt A F.3 Tương quan với điều kiện áp dụng thực tế Nhiệt độ thử nghiệm môi trường xung quanh gần với điều kiện môi trường ứng dụng thực tế Do thử nghiệm khơng tạo tăng tốc F.4 Khoảng thời gian thử nghiệm Cơ chế mọc râu xem xét qua thử nghiệm phụ thuộc vào tượng kết tinh lại thiếc vào khuếch tán đồng vào thiếc Cả hai tượng đạt tới bão hòa theo thời gian Một khảo sát tiêu biểu tượng mọc râu thực lớp mạ thiếc mờ MSA điển hình Vật liệu gốc mẫu 99,96% đồng với lớp mạ đồng µm phủ lên từ bể mạ đồng xyanua Độ dày lớp mạ thiếc trung bình 2,5 µm Khoảng thời gian thử nghiệm môi trường xung quanh đặt 000 h có cân nhắc kết thu nhận Hình F.1 - Râu mọc lớp mạ thiếc điều kiện thử nghiệm môi trường xung quanh Phụ lục G (tham khảo) Thông tin thử nghiệm nóng ẩm G.1 Yêu cầu chung Thử nghiệm nóng ẩm ứng phó với nguy mọc râu liên quan đến ơxi hóa lớp mạ cuối phát sinh từ bề mặt lớp mạ Nguyên nhân cụ thể tượng mọc râu cho lớp ôxit len lỏi vào bên ma trận hạt lớp mạ cuối G.2 Lựa chọn mức khắc nghiệt Để tăng tốc việc tạo thành lớp ôxit, 55oC; độ ẩm 85 % RH chọn điều kiện thử nghiệm Độ ẩm chọn 85 % để tránh ngưng tụ buồng thử nghiệm Ngưng tụ dẫn tới ăn mòn lớp mạ (Xem Điều G.5) Ở 55 oC; 85 % RH điểm sương thấp điểm đặt xấp xỉ 3,4oC Điều đủ để tránh ngưng tụ buồng thử nghiệm (Ở 60 oC; 93 %, điểm sương thấp điểm đặt khoảng 1,4oC) Nhiệt độ đặt giá trị thấp nên làm giảm ứng suất, đồng thời nhiệt độ đặt đủ cao để tượng kết tinh lại khuếch tán Sn mức G.3 Xác định hệ số tăng tốc Một thực nghiệm so sánh tiến hành để xác định hệ số tăng tốc, cách sử dụng mơi trường nóng ẩm (30oC; 93 % RH), (40oC; 93 % RH) (60oC; 93 % RH) Các mẫu vật liệu gốc đồng với lớp lót niken lớp mạ kẽm bể MSA sử dụng để khảo sát Chiều dày lớp ơxit tính tốn cách sử dụng công thức sau đây: Ea x(t ) a e k T t x(0) (G.1) đó: x(t) chiều dày màng ơxit; T nhiệt độ mơi trường; tính Kelvin (K); t khoảng thời gian bảo quản, tính (h); a0 = 21 000 nm2/h; Ea = 0,350 eV; Sự phát triển lớp ơxit biểu diễn Hình G.1 CHÚ THÍCH: Các dấu chấm từ quan sát, đường tính tốn theo cơng thức (G.1) Hình G.1 - Sự phát triển lớp ơxit điều kiện nóng ẩm Mặc dù tạo thành ơxit lớp thiếc giả định tạo râu thiếc, khơng có mối tương quan trực tiếp tốc độ mọc râu kích thước râu (xem Hình G.2a, G.2b) Hình G.2a - Râu mọc điều kiện nóng ẩm Hình G.2b - Râu mọc điều kiện nóng ẩm Hình G.2 - Râu mọc Không thiết lập độ tăng tốc tượng mọc râu thử nghiệm nóng ẩm G.4 Tương quan với điều kiện áp dụng thực tế Ở số vị trí, độ ẩm tương đối 85 % điều kiện khí hậu thường gặp Tuy nhiên, nhiệt độ độ ẩm cao thấp hẳn so với 55 oC Do điều kiện thử nghiệm 55oC/85 % RH cung cấp mức tăng tốc so với điều kiện áp dụng thực tế Tuy nhiên định lượng mức độ tăng tốc G.5 Ăn mòn Ăn mòn xảy từ việc ngưng tụ nước bề mặt cuối Có nhiều khả ăn mòn dẫn tới dạng sần sùi khác phát triển bề mặt cuối Tuy nhiên, ngưng tụ không xem xét điều kiện làm việc áp dụng cho thiết bị điện điện tử Việc loại trừ ngưng tụ nói chung đạt hướng dẫn cụ thể không cho phép độ ẩm ẩm q mức, thiết kế có tính ngăn ngừa cách sử dụng kỹ thuật phủ đặt vỏ bọc Thử nghiệm nóng ẩm rõ ràng không thiết kế để mô ăn mòn bề mặt cuối Do cần cẩn thận để tránh ngưng tụ mẫu trước thực thử nghiệm, chẳng hạn: - Không mở buồng nóng ẩm nhiệt độ thực tế cao môi trường xung quanh; - Không cho mẫu có nhiệt độ thấp vào buồng nóng ẩm Phụ lục H (tham khảo) Thông tin thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ H.1 Yêu cầu chung Thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ ứng phó với nguy mọc râu liên quan đến tích tụ ứng suất nén bên bắt nguồn từ không phù hợp hệ số giãn nở nhiệt vật liệu gốc vật liệu sử dụng để mạ H.2 Lựa chọn mức khắc nghiệt - Nhiệt độ nhiệt độ Theo quan niệm chung, ứng suất không phù hợp hệ số giãn nở nhiệt tăng lên không ngừng chênh lệch nhiệt độ tăng Một quan niệm chung khác ngụ ý nhiệt độ tăng cao, ứng suất bên hạ xuống, điển quan sát nhiệt độ 100 oC Nhiệt độ bắt đầu mức độ hạ xuống chắn phụ thuộc vào vật liệu tham gia, trình chế tạo thiết kế cụ thể chúng Do đó, chu kỳ nhiệt độ cao, hiệu ứng bù lại ứng suất dự kiến gây không phù hợp hệ số giãn nở Kết khung dây dẫn đầu vào gốc đồng cho thấy xếp chồng hai hiệu ứng dẫn tới kết so sánh giống chu kỳ nhiệt độ lên tới 85 oC lên tới 125oC Do hai điều kiện xem phép Khơng có đặc tính cụ thể liên quan tới thay đổi nhiệt độ bên Do hai giá trị, -40oC -55oC xem phép H.3 Xác định hệ số tăng tốc Một thử nghiệm so sánh thực môi trường sử dụng dải nhiệt độ sau đây: - từ 20oC đến 85oC; - từ -10oC đến 85oC; - từ -40oC đến 85oC để thiết lập hệ số tăng tốc,bể mạ thiếc bể MSA, mạ lót niken đồng mạ niken đồng, sắt, Alloy42 gốm sứ sử dụng để khảo sát Phân bố mọc râu vật liệu gốc FeNi (Alloy42) 300 chu kỳ biểu diễn Hình H.1 Hình H.1 - Phân bố chiều dài râu mọc vật liệu gốc FeNi (Alloy42) Ngồi ra, Hình H.2 thể chiều dài râu trung bình, từ tối đa đến 1/10 chiều dài râu vật liệu gốc FeNi (Alloy42) 2000 chu kỳ trơi qua ứng với điều kiện Hình H.3 thể mối liên hệ số chu kỳ để râu dài tới 100 µm điều kiện từ ước lượng Hình H.2 Kết quả, hệ số tăng tốc thử nghiệm Alloy42 diễn giải sau: ln(n) 2,8 ln 1K 22,2 Trong n số chu kỳ; ∆ʋ khoảng nhiệt độ nhiệt độ Trong trường hợp này, hệ số giãn nở nhiệt vật liệu gốc ảnh hưởng tới hệ số tăng tốc tượng mọc râu Việc lựa chọn hệ số tăng tốc phương pháp thử nghiệm dựa Alloy42, vật liệu đầu nối dây có hệ số giãn nở nhiệt thấp CHÚ THÍCH: Đường chấm chấm biểu diễn giá trị ước tính Hình H.2 - Râu mọc vật liệu gốc FeNi (Alloy42) Hình H.3 - Mối liên hệ số chu kỳ để râu mọc vật liệu gốc FeNi (Alloy42) H.4 Tương quan với điều kiện áp dụng thực tế Các cân nhắc dựa điều kiện môi trường thực tế biết điển hình cho ứng dụng điện tử tiêu dùng Bảng H.1 đưa ví dụ mối liên hệ điều kiện ứng dụng điều kiện thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ điển hình Số chu kỳ thử nghiệm yêu cầu xác định việc sử dụng hệ số tăng tốc thiết lập Điều H.3 Bảng H.1 - Ví dụ mối liên hệ điều kiện áp dụng thực tế điều kiện thử nghiệm Điều kiện môi trường thực tế với ứng dụng tiêu Điều kiện thử nghiệm tương ứng: dùng: Chu kỳ nhiệt độ Chu kỳ nhiệt độ -40oC ← → 85oC, 20oC ← → 85oC, = 125 K = 65 K Trường hợp Giả định Tổng cộng A chu kỳ nhiệt độ ngày năm 730 chu kỳ 127 chu kỳ B chu kỳ nhiệt độ ngày năm 650 chu kỳ 633 chu kỳ C chu kỳ nhiệt độ ngày 10 năm 300 chu kỳ 266 chu kỳ Các ứng dụng khác với điều kiện môi trường điển hình riêng biệt chúng u cầu xem xét cụ thể để thiết lập khoảng thời gian thử nghiệm phù hợp H.5 Lựa chọn mức khắc nghiệt - Khoảng thời gian thử nghiệm Đối với tình mà đồng thành phần thiết yếu vật liệu gốc, quan sát thấy hệ số tăng tốc lớn Điều cho phép sử dụng mức khắc nghiệt Q Thông thường, kỳ vọng chiều dài râu mọc ngắn Chỉ nên áp dụng mức khắc nghiệt P cho tình mà đồng khơng phải thành phần thiết yếu vật liệu gốc H.5.1 Râu mọc tới mức bão hòa thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ Hình H.4 biểu diễn tượng mọc râu thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ vật liệu gốc đồng Các thử nghiệm sử dụng biến đổi nhiệt độ khác nhiệt độ khác chu kỳ Hình cho thấy râu mọc tới mức bão hòa 500 000 chu kỳ nhiệt độ Hình H.4 - Râu mọc khung dây dẫn đầu vào vật liệu gốc đồng (QFP) thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ Thư mục tài liệu tham khảo [1] IEC 60068-3-4, Environmental testing - Part 3-4: Supporting documentation and guidance - Damp heat tests(Thử nghiệm môi trường - Phần 3-4: Tài liệu hỗ trợ hướng dẫn - Thử nghiệm nóng ẩm) [2] IEC 61193-2: 200X, Quanlity assessment systems - Part 2: Selection and use of sampling plans for inspection of electronic components and packages (on preparation) (Các hệ thống đánh giá chất lượng - Phần 2: Lựa chọn sử dụng kế hoạch lấy mẫu để kiểm tra linh kiện điện tử khối lắp ráp (đang chuẩn bị)) [3] SAKAMOTO, Ichizo, Whisker Test Methods of JEITA Whisker Growth Mechanism for Test Methods; IEEE, 2005 Vol.28, pp.10-16 (SAKAMOTO, Ichizo, Các phương pháp thử nghiệm mọc râu chế mọc râu JEITA dùng cho phương pháp thử nghiệm; IEEE, 2005 Tập 28, trang 10-16) [4] OBERNDORFF, P.J.T; DITTES; PETIT, L; “Intermetallic Formation in Relation to Tin Whisker” Proc.of the IPC/Soldertec International Conference “Towards Implementation of the RoHS Directive” June 2003, Brussels, Belgium, pp 170-178(OBERNDORFF, P.J.T; DITTES; PETIT, L; “Sự tạo thành liên kim loại liên quan tới mọc râu kẽm” Văn kiện Hội nghị quốc tế IPC/Soldertec “Tiến tới thực Chỉ thị RoHS” Tháng năm 2003, Brussels, Bỉ, trang 170178) MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Thiết bị thử nghiệm Chuẩn bị thử nghiệm Điều kiện thử nghiệm Lịch trình thử nghiệm Thông tin cần nêu quy định kỹ thuật liên quan Yêu cầu tối thiểu báo cáo thử nghiệm Phụ lục A (quy định) - Phép đo chiều dài râu Phụ lục B (tham khảo) - Ví dụ râu mọc Phụ lục C (tham khảo) - Hướng dẫn lô mẫu tiến trình thử nghiệm Phụ lục D (tham khảo) - Hướng dẫn tiêu chí chấp nhận Phụ lục E (tham khảo) - Thông tin tượng mọc râu Phụ lục F (tham khảo) - Thông tin thử nghiệm môi trường xung quanh Phụ lục G (tham khảo) - Thông tin thử nghiệm nóng ẩm Phụ lục H (tham khảo) - Thông tin thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ Thư mục tài liệu tham khảo ... tất yêu cầu TCVN 769 9-2 -7 8 (IEC 6006 8-2 -7 8) có khả cung cấp điều kiện quy định 6.2 Hệ thống Tiêu chuẩn Quốc gia Việt Nam có TCVN 769 9-2 -5 8:2014 hồn tồn tương đương với IEC 6006 8-2 -5 8:2004 4.3... ẩm quy định TCVN 769 9-2 -7 8 (IEC 6006 8-2 -7 8) áp dụng điều kiện nêu đây: - nhiệt độ: (55 ± 3)oC - độ ẩm tương đối: (85 ± 5) % - khoảng thời gian thử nghiệm: 000 h Áp dụng biện pháp gia nhiệt, làm... nghiệm ẩm 6.2 - nhiệt độ - độ ẩm - khoảng thời gian e) Mức khắc nghiệt dung sai thử nghiệm chu kỳ nhiệt độ 6.3 - Nhiệt độ nhiệt độ - thời gian trì - thời gian chuyển đổi - khoảng thời gian f) Lựa