JIS C 62137-1-5:2011 表面実装技術―はんだ接合部耐久性試験方法―第１－５部：せん断疲労試験方法

                                                            C 62137-1-5 : 2011 (IEC 62137-1-5 : 2009)

pdf 目 次

ページ

•  序文・・・・[1]
•  1 適用範囲・・・・[1]
•  2 引用規格・・・・[2]
•  3 用語及び定義・・・・[3]
•  4 試験装置及び材料・・・・[3]
•  4.1 機械的せん断疲労試験装置・・・・[3]
•  4.2 試験基板・・・・[3]
•  4.3 接合用はんだ合金・・・・[4]
•  4.4 ソルダーペースト・・・・[4]
•  4.5 リフローソルダリング装置・・・・[4]
•  5 取付け・・・・[4]
•  6 試験方法・・・・[5]
•  6.1 前処理・・・・[5]
•  6.2 試験手順・・・・[5]
•  6.3 判定基準・・・・[5]
•  7 試験報告書に記載する事項・・・・[6]
•  8 関連規格に規定する項目・・・・[6]
•  附属書A(規定)機械的せん断疲労試験装置・・・・[7]
•  附属書B(規定)機械的せん断疲労試験方法の手順・・・・[10]
•  附属書C(参考)機械的せん断疲労試験による1か所のはんだ接合部で構成する接合体の特性評価・・・・[12]
•  附属書JA(参考)デイジーチェーン・・・・[15]

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――――― [JIS C 62137-1-5 pdf 1] ―――――

C 62137-1-5 : 2011 (IEC 62137-1-5 : 2009)

まえがき

  この規格は,工業標準化法第12条第1項の規定に基づき,社団法人電子情報技術産業協会(JEITA)及
び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格(日本産業規格)を制定すべきとの申出があり,
日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格(日本産業規格)である。
  この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。
  この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意
を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実
用新案権に関わる確認について,責任はもたない。
  JIS C 62137-1の規格群には,次に示す部編成がある。
    JIS C 62137-1-1 第1-1部 : 引きはがし強度試験方法
    JIS C 62137-1-2 第1-2部 : 横押しせん断強度試験方法
    JIS C 62137-1-3 第1-3部 : 繰返し落下試験方法
    JIS C 62137-1-4 第1-4部 : 繰返し曲げ試験方法
    JIS C 62137-1-5 第1-5部 : せん断疲労試験方法

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                                       日本工業規格(日本産業規格)                             JIS
                                                                      C 62137-1-5 : 2011
                                                                       (IEC 62137-1-5 : 2009)

表面実装技術−はんだ接合部耐久性試験方法−第1-5部 : せん断疲労試験方法

Surface mounting technology-Environmental and endurance test methods for surface mount solder joints-Part 1-5: Mechanical shear fatigue test

序文

  この規格は,2009年に第1版として発行されたIEC 62137-1-5を基に,技術的内容及び対応国際規格の
構成を変更することなく作成した日本工業規格(日本産業規格)である。
  なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項及び附属書JAは,対応国際規格にはない事項であ
る。

1 適用範囲

  この規格は,ボール・グリッド・アレイ(BGA,Ball Grid Array)のような,エリアアレイパッケージの
表面実装部品(以下,SMDという。)のせん断疲労試験方法について規定する。このせん断疲労試験方法
は,模式図を図1に示すように,SMD端子と基板上のランドとのはんだ接合部の疲労寿命を評価すること
を意図している。
                             図1−せん断疲労試験の評価領域の模式図
  一般に,温度サイクルを負荷する方法をはんだ接合部の信頼性を評価するために用いる。その他の方法
に,はんだ接合部に機械的ひずみを加える方法を用いて,試験時間を短縮する機械的サイクルがある。そ
の方法は,図2に示すように熱膨張係数のミスマッチによって発生する相対変位の代わりに,機械的な変
位によってはんだ接合部にせん断変形を与える方法がある。

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2
C 62137-1-5 : 2011 (IEC 62137-1-5 : 2009)
                     図2−はんだ接合に対する熱機械的及び機械的疲労の模式図
  機械的せん断疲労試験は,機械的なサイクルによって,温度サイクル環境下のはんだ接合部の耐久性を
予測する試験である。
  この機械的せん断疲労試験方法では,最初にリフローソルダリング装置を用いて,SMDを試験基板上に
取り付け,引き続いて,はんだ接合部の破断が起こるまで,繰り返し機械的せん断ひずみをはんだ接合部
に加えることで,耐久性の評価を意図している。はんだ合金,試験基板,SMD,SMD端子の設計などに
よるはんだ接合部の特性を,はんだ接合部の強度を改善するための評価に用いる。
    注記1 このせん断疲労試験方法は,SMD本体に適用する試験方法ではない。SMD本体の端子強度
            を評価する試験方法には,JIS C 60068-2-21がある。
    注記2 この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。
            IEC 62137-1-5:2009,Surface mounting technology−Environmental and endurance test methods for
                surface mount solder joints−Part 1-5: Mechanical shear fatigue test(IDT)
              なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1に基づき,“一致している”
            ことを示す。

2 引用規格

  次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの
引用規格のうちで,西暦年を付記してあるものは,記載の年の版を適用し,その後の改正版(追補を含む。)
は適用しない。西暦年の付記がない引用規格は,その最新版(追補を含む。)を適用する。
    JIS C 5603 プリント回路用語
      注記 対応国際規格 : IEC 60194,Printed board design, manufacture and assembly−Terms and definitions
             (MOD)
    JIS C 6484:2005 プリント配線板用銅張積層板−耐燃性ガラス布基材エポキシ樹脂
      注記 対応国際規格 : IEC 61249-2-7:2002,Materials for printed boards and other interconnecting
             structures−Part 2-7: Reinforced base materials clad and unclad−Epoxide woven E-glass laminated
             sheet of defined flammability (vertical burning test), copper-clad及びIEC 61249-2-8:2003,

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                                                                                              3
                                                            C 62137-1-5 : 2011 (IEC 62137-1-5 : 2009)
             Materials for printed boards and other interconnecting structures−Part 2-8: Reinforced base
             materials clad and unclad−Modified brominated epoxide woven fibreglass reinforced laminated
             sheets of defined flammability (vertical burning test), copper-clad(全体評価 : MOD)
    JIS C 60068-1 環境試験方法−電気・電子−通則
      注記 対応国際規格 : IEC 60068-1,Environmental testing. Part 1: General and guidance(IDT)
    IEC 61188-5 (all parts),Printed boards and printed board assemblies−Design and use−Part 5
    IEC 61190-1-2,Attachment materials for electronic assembly−Part 1-2: Requirements for soldering pastes for
        high-quality interconnects in electronics assembly
    IEC 61190-1-3,Attachment materials for electronic assembly−Part 1-3: Requirements for electronic grade
        solder alloys and fluxed and non-fluxed solid solders for electronic soldering applications
    IEC 61760-1,Surface mounting technology−Part 1: Standard method for the specification of surface mounting
        components (SMDs)

3 用語及び定義

  この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS C 5603及びJIS C 60068-1によるほか,次による。
3.1
機械的せん断疲労寿命(mechanical shear fatigue life)
  機械的せん断ひずみを,試験基板に取り付けた表面実装部品(SMD)の端子と試験基板のランドとの間
のはんだ接合部に繰り返して加え,はんだ接合部が電気的不連続性(破断を伴う瞬時的不導通)に至るま
での繰返し回数。
3.2
ランプ速度(ramp rate)
  機械試験装置のアクチュエータに取り付けた試験基板の固定ジグの移動速度。
3.3
変位範囲(displacement range)
  表面実装部品(SMD)と試験基板とにおけるせん断方向の相対変位を意味するアクチュエータの最大位
置と最小位置との間の距離。
3.4
最大及び最小力(maximum and minimum forces)
  各サイクルにおける最大及び最小の試験位置で,はんだ接合部のせん断変形によって生じる反作用力。

4 試験装置及び材料

4.1 機械的せん断疲労試験装置

  機械的せん断試験装置は,引張圧縮試験機,試料固定ジグ,瞬断検出器(抵抗測定器)及び記録装置で
構成し,機械的な試験装置の仕様は附属書Aによる。

4.2 試験基板

  関連規格に規定がない場合には,試験基板は次の条件による。
a) 基板の材質 試験基板の材質は,JIS C 6484に規定する一般用の片面基板で,銅はく(箔)を含め,
    1.6 mm±0.2 mmのガラス布基材エポキシ樹脂銅張積層板とする。銅はく(箔)の厚さは,0.035 mm
    ±0.010 mmとする。

――――― [JIS C 62137-1-5 pdf 5] ―――――

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