JIS C 62137-1-3:2011 表面実装技術―はんだ接合部耐久性試験方法―第１－３部：繰返し落下試験方法 | ページ 2

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C 62137-1-3 : 2011 (IEC 62137-1-3 : 2008)
    する。
      注記 試験基板の両端部分は,支持位置になるため,ランド(例えば,チェックランドなど)を設
            けないことが望ましい。
d) ランド形状及び寸法 ランド形状及び寸法は,IEC 61188-5規格群又はそれぞれの部品製造業者が推
    奨するランド形状及び寸法とする。
e) 試験基板の防せい(錆)処理 試験基板のはんだ付けが可能な領域(ランド)には,適切な方法,例
    えば,有機表面保護層(OSP)などで酸化を防止する。この保護層は,箇条6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で,試験基板のランドのはんだ付け性に悪影響を与えてはならな
    い。

5.4 接合用はんだ合金

  関連規格に規定がない場合には,接合用はんだ合金は,銀(Ag)質量分率3.0 %,銅(Cu)質量分率0.5 %
で,残りがすず(錫 : Sn)のSn96.5Ag3Cu0.5とする。
    注記 接合用はんだ合金は,IEC 61190-1-3に規定している。

5.5 ソルダペースト

  関連規格に規定がない場合には,ソルダペーストは,IEC 61190-1-2の中から選定する。また,ソルダペ
ーストに用いるはんだ合金は,5.4による。

5.6 SMDを取り付けた試験基板(供試品)

  関連規格に規定がない場合には,供試品は,破断を伴う瞬時的不導通の確認が可能な構造(例えば,デ
イジーチェーン回路など)とする。SMDの設計仕様は,量産品と同じとする。はんだ接合部のはんだ付け
状況は,JIS C 61191-2によって検査することが望ましい。また,試験基板のランドパターン設計は,IEC
61188-5規格群によることが望ましい。
  デイジーチェーン回路を用いる場合は,試験基板の配線パターンの断線が生じないように注意する。例
えば,配線パターンは,試験基板の長手方向に配線パターンを引き出さずに,短手方向から引き出すこと
が望ましい。

5.7 ひずみゲージ

  関連規格に規定がない場合には,ひずみゲージは,次による。
a) ゲージ長 ゲージ長は,1 mmとする。
b) ゲージの種類 ゲージの種類は,はく(箔)ゲージとする。
c) ゲージ軸の仕様 ゲージ軸の仕様は,単軸とする。

6 取付け

  関連規格に規定がない場合には,次の手順でSMDを試験基板に取り付ける。
a) 5.5に規定するソルダペーストを,5.3に規定する試験基板のランドに,試験基板のランドと同じ寸法
    及び形状並びに同じ孔配置をもち,かつ,厚さ100 μm150 μmのステンレス鋼板製のメタルマスク
    を用いて試験基板上に印刷する。
b)   MDを,ソルダペーストを印刷した試験基板上に置く。
c) 5.1に規定するリフローソルダリング装置を用いて,SMDの端子を試験基板上にはんだ付けする。代
    表的な温度プロファイルとして,IEC 61760-1で推奨する温度プロファイルを,図2に示す。ただし,
    温度の測定箇所は,試験基板のランド部とする。
      注記 IEC 61760-1では,温度の測定箇所は,端子部になっているため,図2には,端子温度をそ

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            のまま記載した。
    実線 : 代表的な温度プロファイル(端子温度)を示す。
    点線 : 温度プロファイルの限界を示す。下の点線は端子温度が下限温度であり,上の点線はSMDの上面温度が
         上限温度であることを示す。
                      図2−リフローソルダリング装置での温度プロファイル例

7 試験方法

7.0A 前処理

  関連規格に規定がない場合には,供試品をJIS C 60068-1の5.1[標準基準大気条件(基準状態)]に規定
する標準基準大気条件下に4時間以上放置する。

7.1 試験手順

  関連規格に規定がない場合には,試験手順(附属書B及び附属書C参照)は,次による。
a) ひずみゲージを,SMDを取り付けた試験基板(供試品)に,貼り付ける。ひずみゲージの貼付け方法
    は,ひずみゲージ製造業者の作業手順書による(附属書D参照)。
b) 供試品を,試験基板固定ジグに取り付ける。
c) 試験基板固定ジグをB.2のc)に規定する高さから落とし,落下時に発生するひずみ量を読み取る。
d)   )   c)のひずみ測定の予備試験を終了後,同様にa)及びb)によって試験基板を取り付けた基板固定ジ
    グを規定する高さから繰り返し落とす。
e) 破断を伴う瞬時的不導通に至るまでの落下回数を求める。
f)  必要がある場合は,その破断モードを確認するため,破断箇所の観察及び解析を行い記録する[B.2
    のf)参照]。

7.2 判定基準

  供試品に破断を伴う瞬時的不導通の発生を確認した場合に,故障と判定する。
    注記 故障の判定には,二つの方法がある。一つは,デイジーチェーン回路による信号線をひずみ測
          定装置によって,試験中に常時モニターして破断を伴う瞬時的不導通を判定する。その他の方

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          法は,瞬断検出器(抵抗測定器)を用いて判定する。

8 試験報告書に記載する事項

  試験報告書の要求がある場合は,受渡当事者間の協定によって,次の項目から選定し記載する。
a) 試験年月日
b) 試験機関名及び場所
c)   MDの名称,種類,SMD本体寸法,端子寸法及び端子間ピッチ
d)   MDの端子の母材及び層の構成(適用する場合)
e) 試験基板の材質,寸法及び層の構成
f)  試験基板上のランドの寸法及び防せい(錆)処理(保護層)の材質
g) はんだ合金の種類及びソルダペーストの種類
h) リフローソルダリングの温度プロファイル及びはんだ付け雰囲気(窒素雰囲気の場合は,そのときの
    酸素濃度)
i)  落下衝撃試験装置(落下衝撃試験機の仕様,基板固定ジグの寸法・材質及び測定器の仕様)及び試験
    環境条件(温度,相対湿度,エージングなど)
j)  落下高さと破断を伴う瞬時的不導通に至るまでの落下回数との関係図
k) ひずみ量と破断を伴う瞬時的不導通に至るまでの落下回数との関係図
l)  落下回数
m) 破断モード(写真など)
n) ひずみゲージの型式名
o) ひずみゲージの貼付け位置

9 関連規格に規定する事項

  次の項目を,関連規格に規定する。
a) リフローソルダリング装置(5.1)
b) 落下衝撃試験装置(5.2)
c) 試験基板(5.3)
d) 接合用はんだ合金(5.4)
e) ソルダペースト(5.5)
f)  SMDを取り付けた試験基板(供試品)(5.6)
g) ひずみゲージ(5.7)
h) 取付け(箇条6)
i)  試験方法(箇条7)

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                                          附属書A
                                          (規定)
                                    落下衝撃試験装置
A.1 目的
  この附属書は,5.2に規定する落下衝撃試験装置の詳細について規定する。
A.2 落下衝撃試験装置
A.2.0 一般事項
  落下衝撃試験装置は,落下衝撃試験機,試験基板固定ジグ及び測定装置によって構成し,次による。
A.2.1 落下衝撃試験機
  落下衝撃試験機は,試験基板固定ジグを一定の高さから自然落下又はそれに近い状態で落とすことがで
きる機構をもつ機械であって,次の性能をもつ試験機とする(C.2参照)。
a) 試験基板固定ジグを用いる。
b) 落下衝撃時の基板表面のひずみが測定できる。
c) 試験中に供試品の破断を伴う瞬時的不導通が確認できる。
d) 基板固定ジグの衝突部(突起)が繰返し落下試験でも安定した一定の姿勢で衝突することができる。
e) 衝突面は鋼板とする。ただし,ひずみの再現性が得られる場合は,その他の材料でもよい。
      注記 衝突面は,動かないようにしっかり固定した状態が望ましい。
A.2.2 基板固定ジグ
  基板固定ジグには,底面に衝突部(突起)を設け,試験基板をねじによって固定する。試験基板固定ジ
グは,はんだ接合部に落下衝撃を加えるために直接衝突面に落とす。試験基板固定ジグの要求事項は,次
による。
    注記 試験基板固定ジグの模式図を,図A.1に示す。
a) 衝突部(突起)の形状は半球とし,その半径は14 mmとする。ただし,ひずみ量の再現性が得られる
    場合は,その他の形状でもよい。
b) 衝突部(突起)の材質は,鋼とする。
      注記 衝突部(突起)の材質は,衝突面との衝突を繰り返すことによって,形状の変形などが発生
            するため,焼入れ鋼を用いることが望ましい。
c) 試験基板固定ジグの衝突部(突起)を取り付ける板の厚さは,15 mmとする。ただし,ひずみ量の再
    現性が得られる場合は,その他の厚さでもよい。
d) 試験基板を支える支点間距離は,80 mmとする。ただし,測定結果に疑義が生じない場合は,その他
    の距離でもよい。
e) 試験基板は,ねじで直接締め付けて取り付けるか又は平板を用いて挟み込むなどをして間接的に固定
    する。
f)  試験基板固定ジグの材質は,アルミニウム合金とする。ただし,ひずみ量の再現性が得られる場合は,
    その他の材質を用いてもよい。

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                             図A.1−基板固定ジグの模式図(参考例)
A.2.3 測定装置
  ひずみ測定装置及び瞬断検出器(抵抗測定器)の各装置は,次による。
a) ひずみ測定装置 ひずみ測定装置は,落下衝撃試験中のひずみ測定及びデイジーチェーン回路の破断
    を伴う瞬時的不導通を検出できる装置で,かつ,200 kHz以上のサンプリング周期をもつ装置とする。
    ただし,測定結果に疑義が生じない場合には,サンプリング周期は,200 kHz未満でもよい。
b) 瞬断検出器(抵抗測定器) 瞬断検出器(抵抗測定器)は,a)に規定する測定装置以外の方法で破断
    を伴う瞬時的不導通を検出する場合に用いる。
      注記 瞬断検出器(抵抗測定器)の感度は,100 μsの瞬断を検出できることが望ましい。

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