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C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

(1)

目  次

ページ

序文

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義

2

4

  一般事項

3

5

  試験装置及び材料

3

5.1

  フローソルダリング試験装置

3

5.2

  リフローソルダリング装置

3

5.3

  引きはがし強度試験装置

3

5.4

  拡大鏡

4

5.5

  試験用基板

4

5.6

  接合用はんだ

4

5.7

  フローソルダリング用ポストフラックス

4

5.8

  ソルダペースト

4

6

  取付け

4

6.1

  フローソルダリングでの取付け

5

6.2

  リフローソルダリングでの取付け

5

7

  試験条件

6

7.1

  温度急変試験

6

7.2

  引きはがし強度試験

6

8

  試験

6

8.1

  試験手順

6

8.2

  前処理

7

8.3

  引きはがし強度試験の初期測定

7

8.4

  温度急変試験

7

8.5

  後処理

7

8.6

  引きはがし強度試験の中間測定又は最終測定

7

9

  試験結果報告書に記載する事項

7

10

  製品規格に規定する事項

8

附属書 A(規定)引きはがし強度試験方法

9


C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

(2)

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,実用新案権又は出願公開後の実用新案登録出願に

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,実用新案権及び出願公開後の実用新案登録出願にかかわる確認について,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(予定)

JIS

C

62137-1-4

  第 1-4 部:繰返し曲げ試験方法(予定)

JIS

C

62137-1-5

  第 1-5 部:せん断疲労試験方法(予定)


   

日本工業規格

JIS

 C

62137-1-1

:2010

(IEC 62137-1-1

:2007

)

表面実装技術−はんだ接合部耐久性試験方法−

第 1-1 部:引きはがし強度試験方法

Surface mounting technology-Environmental and endurance test methods

for surface mount solder joint-Part 1-1: Pull strength test

序文

この規格は,2007 年に第 1 版として発行された IEC 62137-1-1 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

この規格の試験方法は,ガルウィング形表面実装部品の端子と基板のランドとのはんだ接合部の耐久性

を求める引きはがし強度試験方法について規定する。

この試験方法は,繰返しの温度急変試験によって,部品端子と基板のランドとのはんだ接合部の機械的

な強度が影響を受けるかどうかを検証する評価方法として適切である。

注記  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 62137-1-1:2007

,Surface mounting technology−Environmental and endurance test methods for

surface mount solder joint−Part 1-1: Pull strength 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 0025:1988

  環境試験方法(電気・電子)温度変化試験方法

注記  対応国際規格:IEC 60068-2-14:1984,Environmental testing−Part 2: Tests. Test N: Change of

temperature 及び Amendment 1:1986 並びに IEC 60068-2-33:1971,Environmental testing−Part 2:

Tests. Guidance on change of temperature tests (MOD)

JIS C 5603:1993

  プリント回路用語

注記  対応国際規格:IEC 60194:1988,Terms and definitions for printed circuit (NEQ)

なお,IEC 60194:2006,Printed board design, manufacture and assembly−Terms and definitions

は,既に発行されているが,この版の対応 JIS は発行されていない。

このため,JIS C 5603 は,IEC 60194:1988 の対応規格である。


2

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

   

JIS C 6484:2005

  プリント配線板用銅張積層板−耐熱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,

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 (MOD)

JIS C 60068-1:1993

  環境試験方法−電気・電子−通則

注記  対応国際規格:IEC 60068-1:1988,Environmental testing−Part 1: General and guidance 及び

Amendment 1:1992 (MOD)

なお,JIS C 60068-1:1993 は,IEC 60068-1:1988 と一致している。

IEC 61188-5-5

,Printed boards and printed board assemblies−Design and use−Part 5-5: Attachment

(land/joint) considerations−Components with gull-wing leads on four sides

IEC 61190-1-1

,Attachment materials for electronic assembly−Part 1-1: Requirements for soldering fluxes for

high-quality interconnections in electronics assembly

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

ガルウィングリード(gull-wing lead

図 に示すように表面実装部品から外側に向かって伸びているリード。

図 1−ガルウィングリード

3.2

引きはがし強度(pull strength

表面実装部品のガルウィングリード端子が,基板表面に対して角度 45°で,引きはがしジグを用いて引

きはがしたときに,プリント配線板上のはんだ接合部が破壊に至るまでの最大試験力。

3.3

試験速度(pull speed

引きはがし強度試験中に,プリント配線板に実装したはんだ接合部のガルウィングリードに取り付けた

ジグの移動速度。


3

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

4

一般事項

電子部品の端子と基板上のランドとの鉛フリーはんだを用いた接合部の機械的な強度は,はんだ合金組

成によって異なるため,すず(錫)鉛共晶はんだ合金を用いた接合部の機械的な強度と同じにはならない。

したがって,異なったはんだ合金を用いる場合は,温度急変試験前後に,はんだ接合部の機械的な強度の

試験を行うことが重要となる。

この試験の中で,

供試品は,

フローソルダリング又はリフローソルダリングのいずれかの方法によって,

基板に取り付ける。はんだ接合部の耐久性は,温度急変の繰返し前後に,はんだ接合部に引きはがし力を

加えて評価して求めることができる。

これらの試験を行うガルウィング端子部品の使用者は,これらの試験が意図した部品の体積,端子数及

び電子部品に対して予想できる電子実装において規定した機械的な環境に基づき,

この接合強度において,

十分なマージンの確保を検証することが望ましい。

注記 1  この試験でさら(曝)す温度は,規定した電子部品の定格温度を超えてもよい。

注記 2  この試験は,電子部品の強度を測定するための試験ではない。基板上の電子部品本体の耐せ

ん断強度試験 U

e

は,JIS C 60068-2-21 に規定している。

注記 3  一つの電子部品で,2 端子以上の試験を行うことが可能な場合でも,すべての接着強度を算

出するときには,最も低い引きはがし強度を用いて集計する。

この接合強度の評価領域の概念図を,

図 に示す。

図 2−接合強度の評価領域の概念図

5

試験装置及び材料

5.1

フローソルダリング試験装置

フローソルダリングに用いる試験装置は,6.1 に規定する温度プロファイルが実現できる槽とする。その

ときの温度プロファイル例を

図 に示す。

5.2

リフローソルダリング装置

リフローソルダリング炉は,6.2 に規定する温度プロファイルが実現できる装置とする。そのときの温度

プロファイル例を

図 に示す。

5.3

引きはがし強度試験装置

製品規格に規定がない場合は,次の特徴をもつ装置を引きはがし強度試験に用いる。


4

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

   

引きはがし強度試験装置は,引張試験機,引きはがしジグ,基板固定ジグ及び記録計で構成する。引張

試験機は,

附属書 に規定する試験速度を実現できる。基板固定ジグは,基板に対して角度 45°の方向に

表面実装部品のガルウィングリードを引きはがしができるように設計する。記録計は,はんだ接合部が破

壊するまで力を加えて,引きはがし強度の最大値を記録できる。また,記録計の精度は,測定値の±1  %

以内になる。

5.4

拡大鏡

拡大鏡は,倍率 50 倍∼250 倍程度で観察でき,かつ,供試品に対して照度 2 000 lx 程度になる照明をも

っている。

5.5

試験用基板

製品規格に規定がない場合には,試験は,次に示す基板に一般的な方法で供試品(部品)を取り付けて

行う。

a)

基板の材質  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

±0.20 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。

b)

基板の大きさ  基板の大きさは,基板に取り付ける表面実装部品の寸法及び形状による。ただし,そ

の基板は,引きはがし強度試験装置に固定できる大きさとする。

c)

ランドの形状及び寸法  ランドの形状及び寸法は,IEC 61188-5-5 又はそれぞれの部品供給業者によっ

て推奨するランド寸法を用いる。

IEC 61188-5-5

が三つの異なったランドパターン寸法を備えていて,異なった部品供給業者が異なっ

た推奨値を備えている可能性もあることから,試験結果報告書には,試験に用いるガルウィングリー

ドのフットプリント(foot print)及びランドパターンを記録する。

−  リード先端(toe)のランド寸法:.

.以上

−  リード後方部(heel)のランド寸法:.

.以上

−  リード側面部(side)のランド寸法:.

.以上

d)

防せい(錆)処理  基板のはんだ付けが可能な領域(ランド)には,例えば,酸化を防止する適切な

方法として,有機表面保護層(OSP)などを付ける。この保護層は,6.2 に規定するリフローソルダリ

ング装置のはんだ付け条件下のランドのはんだ付け性の効果を阻害しない。

5.6

接合用はんだ

製品規格に規定がない場合には,接合用はんだ合金は,質量分率で,銀(Ag)3.0  %∼4.0  %,銅(Cu)

0.5  %∼1.0  %で,残りがすず(錫:Sn),例えば,Sn96.5Ag3.0Cu0.5 のような SnAgCu 系の三元組成を用

いる。接合用はんだ合金は,IEC 61190-1-3 による。

5.7

フローソルダリング用ポストフラックス

フラックスは,製品規格に規定がない場合には,IEC 61190-1-1 に規定するフラックスの中から選定する。

5.8

ソルダペースト

ソルダペーストは,製品規格に規定がない場合には,IEC 61190-1-2 に規定するフラックスの中から選定

する。ただし,ソルダペーストに用いるはんだは,5.6 に規定するはんだとする。

6

取付け

供試品は,6.1 又は 6.2 に規定するいずれかの方法の中から選定して取り付ける。


5

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

6.1

フローソルダリングでの取付け

フローソルダリングを用いる供試品の取付手順は,次による。

a)

供試品を 5.5 に規定する試験用基板に接着剤を用いて固定する。

b)  5.7

に規定するポストフラックスを,発泡,スプレーなどではんだに接する基板面に塗布する。

c)

製品規格に規定がない場合には,5.1 に規定するフローソルダリング装置は,次に示す条件で端子をは

んだ付けするために用いる。温度は,溶融はんだに浸せきしたランドで測定する。

d)

予備加熱の到達温度は 100  ℃∼120  ℃,はんだ槽温度は 250  ℃±5  ℃及び浸せき時間は 3  秒∼5  秒

間とする。代表的なフローソルダリングの温度プロファイルは,

図 による。

図 3−フローソルダリング装置での温度プロファイル例(ダブルウェーブ実測)

6.2

リフローソルダリングでの取付け

リフローソルダリングを用いる供試品の取付手順は,次による。

a)

製品規格に規定がない場合は,5.5 に規定する試験用基板上のランドに,5.8 に規定するソルダペース

トを基板上のランド寸法と同じ寸法,形状及び同じ配置の開口部をもった厚さ 100  μm∼150  μm のス

テンレス鋼板製のメタルマスクを用いて印刷する。

b)

ソルダペーストを印刷した試験用基板に供試品を実装する。

c)

5.2

に規定するリフローソルダリング装置を,次に示す条件の下で,端子をはんだ付けするために用い

る。温度の測定箇所は,ランド部とする。IEC 61760-1 で要望する代表的な温度プロファイルを,

図 4

に示す。

注記  IEC 61760-1 では,温度の測定箇所は,端子温度になっているため,図 には,端子温度を

そのまま記載した。


6

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

   

実線:代表的な温度プロファイル(端子温度) 
点線:温度プロファイル範囲:下の点線は端子温度,上の点線は供試品の上面温度

図 4−リフローソルダリング装置での温度プロファイル例

7

試験条件

7.1

温度急変試験

製品規格に規定がない場合は,次による。

a)

温度急変試験は,JIS C 0025 に規定する試験 Na とする。

b)

低温 T

A

は−40  ℃±2  ℃とし,高温 T

B

は+125  ℃±2  ℃とする。

c)

高温及び低温の放置時間は,30 分間とする。

d)

温度サイクル数は,500 サイクル(中間)及び 1 000 サイクル(最終)とする。

7.2

引きはがし強度試験

製品規格に規定がない場合には,引きはがし強度試験は,

附属書 に規定する試験手順によって行う。

8

試験

8.1

試験手順

製品規格に規定がない場合には,試験手順は,

図 による。

注記  この試験は,破壊試験である。試験手順の中に示す引きはがし強度試験には,同じ供試品を用

いない。


7

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

図 5−試験手順

8.2

前処理

フラックスの洗浄は,製品規格に規定することが望ましい。製品規格に規定がない場合は,供試品を,

JIS C 60068-1

の 5.3 に規定する測定及び試験のための標準大気状態に 4 時間以上放置する。

8.3

引きはがし強度試験の初期測定

製品規格に規定がない場合は,8.2 に規定する前処理後に,7.2 に規定する引きはがし強度試験を行い,

はんだ接合部の破壊に必要な値及び破壊モード(

図 A.3 参照)を記録する。

8.4

温度急変試験

温度急変試験は,7.1 に規定する試験を行う。

8.5

後処理

規定サイクル終了後,供試品は,JIS C 60068-1 の 5.3 に規定する測定及び試験のための標準大気状態に

4  時間以上放置する。

8.6

引きはがし強度試験の中間測定又は最終測定

製品規格に規定がない場合は,7.2 に規定する引きはがし強度試験を行い,はんだ接合部の破壊に必要な

値及び破壊モード(

図 A.3 参照)を記録する。

9

試験結果報告書に記載する事項

次の項目を記載する。

a)

試験年月日

b)

試験機関名

c)

電子部品の名称,種類,寸法,本体寸法及び端子間ピッチ

d)

電子部品の端子の材料及びめっき構造(適用する場合)

e)

電子部品の端子の表面めっき

f)

試験用基板の材質,寸法及びめっき層(表面処理)構成

g)

基板上のランド寸法及びめっき層(表面処理)の材質

1)

端子の先端(toe)のランド寸法

2)

端子の後方部(heel)のランド寸法

3)

端子の側面部(side)のランド寸法

h)

フローソルダリング用はんだ合金の種類及びフラックスの種類

前処理(8.2

引きはがし強度試験

(中間測定)

8.6

引きはがし強度試験

(最終測定)

8.6

温度急変試験

1 000 サイクル(7.1

後処理(8.5

後処理(8.5

取付け(箇条 6

温度急変試験

500 サイクル(7.1 

引きはがし強度試験

(初期測定)

8.3 


8

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

   

i)

リフローソルダリング用はんだ合金の種類及びソルダペーストの種類

j)

フローソルダリングに対する予熱温度,はんだ温度,はんだ浸せき時間及び大気(窒素雰囲気ではん

だ付けする場合の酸素濃度)

k)

リフローソルダリングの温度プロファイル及び大気(窒素雰囲気ではんだ付けする場合の酸素濃度)

l)

温度急変試験の試験条件及びサイクル数

m)

引張試験装置の型式

n)

引きはがしジグの詳細

o)

基板に固定するジグの詳細(図示が望ましい。

p)

基板に対する引張り方向(角度)

q)

引きはがし強度試験の移動速度

r)

はんだ接合部が破壊する引きはがし強度値

s)

引きはがし強度試験の破壊モード

10

製品規格に規定する事項

次の項目を規定する。

a)

試験用基板

(5.5)

b)

はんだ

(5.6)

c)

フローソルダリング用フラックス

(5.7)

d)

ソルダペースト

(5.8)

e)

フローソルダリングでの温度プロファイル

6.1 d)]

f)

ソルダペーストの塗布方法

6.2 a)]

g)

リフローソルダリングでの温度プロファイル

6.2 c)]

h)

温度急変試験の試験条件(厳しさ,高温,低温,放置時間及びサイクル数)

(7.1)

i)

引きはがし強度試験の試験条件

(7.2)

j)

試験手順

(8.1)

k)

前処理

(8.2)

l)

引きはがし強度試験の初期測定

(8.3)

m)

引きはがし強度試験の中間測定及び最終測定

(8.6)


9

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

附属書 A

規定)

引きはがし強度試験方法

A.1

目的

この附属書は,ガルウィングリード部品の引きはがし強度試験に適用し,7.2 に規定する引きはがし強度

試験に対する詳細な方法について規定する。

A.2

試験手順

A.2.1

前処理

供試品を,JIS C 60068-1 に規定する測定及び試験のための標準大気状態に 4 時間以上放置後,引きはが

し強度試験を行う。外観検査は,前処理中に行う。

A.2.2

試験用基板の固定

試験用基板は,

図 A.1 に示すように,基板に対して引張り方向が 45°になるようにボルト,ナットなど

を用いて固定する。

図 A.1−引きはがし強度試験

A.2.3

引きはがし力の加え方

供試品の端子の内側に,引きはがしジグを取り付ける。引きはがしジグの例を,

図 A.2 に示す。

製品規格に規定がない場合は,追加の供試品を予備試験して,適切な引きはがし速度を決める。はんだ

接合部が破壊するために必要な時間は,数十秒∼数分間の範囲になるような引きはがし速度を用いること

が望ましい。

注記 1  端子間ピッチ 0.5 mm をもった SOIC,TSOP 及び QFP のガルウィング端子に対する推奨引き

はがし速度は,0.008 3 mm/s(0.5 mm/min)が用いられている。

注記 2  故障モード“部品の故障”及び“ランドはがれ”が発生する場合の引きはがし速度は,推奨

しない。

 
 


10

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

   

単位  mm

図 A.2−引きはがしジグ先端形状例

A.2.4

引きはがし強度

引きはがしジグを,A.2.3 で決めた速度で接合部が破壊するまで徐々に動かす。その力を加えている間記

録する。測定した最大値を引きはがし強度とする。

図 A.3 のように破壊モードを記録する。

破壊モード

部品破壊

部品−はんだ界面破壊

はんだ破壊

はんだ−銅はく(箔)界面破壊

銅はく(箔)はく(剥)離

図 A.3−引きはがし強度試験の破壊モード

A.2.5

繰返し手順

引きはがし強度試験の手順は,ガルウィングリードが電子部品の本体から出ている各方向に対して,数

回繰り返す。引きはがし強度試験は,部品端子のすべての外周方向に対して満足していることを検証する

には,多くの量の端子に対して試験を行う。


11

C 62137-1-1

:2010 (IEC 62137-1-1:2007)

注記  例えば,端子間ピッチ 0.5 mm をもった 208 ピン QFP の場合は,20 ピン(QFP の各面 5 ピン)

を角の端子を除いて試験を行う。そして,20 ピンの値の平均を,引きはがし強度として採用す

る。角の測定値は,角のランドが独特な形状であり,角のピンが容易に曲がる理由で QFP の代

表的な引きはがし強度を表していない。

参考文献  JIS C 60068-2-21:2009  環境試験方法−電気・電子−第 2-21 部:試験−試験 U:端子強度試験

方法

注記  対応国際規格:IEC 60068-2-21:2006,Environmental testing−Part 2-21: Tests−Test U:

Robustness of terminations and integral mounting devices (IDT)