JIS C 62137-1-4:2011 表面実装技術―はんだ接合部耐久性試験方法―第１－４部：繰返し曲げ試験方法 | ページ 2

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C 62137-1-4 : 2011 (IEC 62137-1-4 : 2009)

4.5 リフローソルダリング装置

  関連規格に規定がない場合には,リフローソルダリング装置は,図2の温度プロファイルを実現できる
装置とする。

4.6 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(附属書JA参照)など]とする。
    注記 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 取付け

  関連規格に規定がない場合には,SMDを次の手順で試験基板に取り付ける。
a) 4.4に規定するソルダペーストを,4.2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) ソルダペーストを印刷した試験基板上に,SMDを置く。
c)   MDの端子を,4.5に規定するリフローソルダリング装置を用いて,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,試験基板のランドパターン部とする。
      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
            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

――――― [JIS C 62137-1-4 pdf 6] ―――――

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6 試験方法

6.0A 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。

6.1 試験手順

  関連規格に規定がない場合には,試験手順は次による。
a) 試験基板を,試験基板曲げジグに次の順序で取り付ける。
  1) 試験基板の破断を伴う瞬時的不導通をモニターするためのデイジーチェーン回路の引出し端子をは
      んだ付けして,瞬断検出器(抵抗測定器)に接続する。
  2) 支持具の中心が,圧子中心から等間隔(45 mm±0.5 mm)の位置にあることを確認する。
  3)   MDの実装面を下向きにして,試験基板を支持具上に搭載する。このとき,圧子が試験基板の中央
      部を押し込めることができる位置に調整する。
  4) 試験基板の両端に,位置ずれ防止ジグを隙間なく設置し,圧子を押し込む位置が試験基板の中心部
      からずれないようにする。
  5) 圧子を試験基板に接触させ,圧子が試験基板の中心部位置にあることを確認する。
        注記 圧子を試験基板の中心部位置に押し込んでいること及び圧子が試験基板に当たっているこ
              とを確認する方法として,1 N±0.1 Nの力がかかるまで,圧子を試験基板に押し込む。
b) 変位速度及び変位範囲を,次のように設定する。
  1) 変位速度は,試験基板の中心部を押し込むために必要な圧子の移動速度0.5 mm/s(30 mm/min)と
      する。
  2) 変位範囲(試験基板の最大曲げ深さ)は,供試品の種類ごとに予備試験を行い,はんだ接合部が破
      断を伴う瞬時的不導通に至るまでの繰返し数が,数千回となるような変位範囲の条件を選定する。
      ただし,1 mm4 mmの中から選定することが望ましい。
c) 選定した変位範囲を中心に各水準で,繰返し曲げ試験を供試品に行い,瞬断検出器(抵抗器)で破断
    を伴う瞬時的不導通を検出するまで繰り返す。破断を伴う瞬時的不導通を検出したときの繰返し数を
    記録する。
d) 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。

6.2 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
          法は,瞬断検出器(抵抗測定器)を用いて判定する。

7 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(めっきの有無及びめっきの材質)
e) 試験基板の材質,寸法及び層の構成

――――― [JIS C 62137-1-4 pdf 7] ―――――

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C 62137-1-4 : 2011 (IEC 62137-1-4 : 2009)
f)  試験基板上のランド寸法及び防せい(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)  引張圧縮試験機の型式
j)  基板曲げジグの詳細(図面を用いることが望ましい。)
k) 瞬断検出器(抵抗測定器)の仕様
l)  記録装置の仕様
m) 変位速度
n) 変位範囲及び破断を伴う瞬時的不導通に至るまでの繰返し数
o) 破断モード(写真など)

8 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) 試験基板(4.2)
b) 接合用はんだ合金(4.3)
c) ソルダペースト(4.4)
d) リフローソルダリング装置(4.5)
e)   MDを取り付けた試験基板(供試品)(4.6)
f)  取付け(箇条5)
g) 試験方法(箇条6)

――――― [JIS C 62137-1-4 pdf 8] ―――――

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                                          附属書A
                                          (規定)
                                   繰返し曲げ試験装置
A.1 適用
  この附属書は,4.1に規定する繰返し曲げ試験装置の詳細について規定する。
A.2 繰返し曲げ試験装置
  製品規格に規定がない場合には,繰返し曲げ試験装置の構成例を図A.1に示し,次による。
                           引張圧縮試験機
                                  変位の繰返し                    変位及び力の記録
            停止信号        ジグ及び基板                      記録装置
                                  電気抵抗測定                    繰返し数の記録
                             瞬断検出器
                               図A.1−繰返し曲げ試験装置の構成例
    注記 対応国際規格のA.2.4にあった図A.2の位置を,A.2に移したことで図番号の逆転が起きるため,
          この図番号を図A.2から図A.1に変更した。
A.2.1 引張圧縮試験機
  引張圧縮試験機は,次の仕様による。
a) 引張圧縮試験機は,圧子を規定する速度0.5 mm/sで三角波を用いて,規定する変位量0.5 mm5 mm
    まで押し込み,引き続いて同じ速度で元の位置に引き戻すことができる。また,引張圧縮試験機は,
    この一連の動作を繰り返すことができる。変位の測定精度は,引張圧縮試験機の表示(設定値)の±1 %
    以内で,繰返し精度は,±2 %以内が望ましい。
      注記 引張圧縮試験は,三角波に代えて正弦波を用いて行うことも可能であるため,この引張圧縮
            試験機は,三角波及び正弦波の両方に対応できることが望ましい。
b) 引張圧縮試験機は,試験中に試験基板に加えられる力及び経過時間を測定できることが望ましい。
c) 引張圧縮試験機は,瞬断検出器(抵抗測定器)からの信号を受信することで,停止できることが望ま
    しい。
A.2.2 試験基板曲げジグ
  試験基板曲げジグは,プリント配線板上に実装したSMDの実装面が下面になるように試験基板を支持
でき,かつ,圧子で試験基板の中央部を押し込み,その後引き戻すことができることが望ましい。製品規
格に規定がない場合には,試験基板曲げジグの構成例を,図A.2に示し,次による。

――――― [JIS C 62137-1-4 pdf 9] ―――――

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C 62137-1-4 : 2011 (IEC 62137-1-4 : 2009)
                                 試験基板              圧子
                  支持具
                                                      支持具(首振り形ローラ)
                                図A.2−試験基板曲げジグの構成例
    注記 対応国際規格のA.2.4にあった図A.2の位置を,A.2に移したことで図番号の逆転が起きるため,
          この図番号を図A.1から図A.2に変更した。
a) ジグの材質 ジグの材質は鋼とする。
      注記 繰返し曲げを行うことで,変形などが生じないように強度の高い材質が望ましい。
b) 圧子 圧子の半径は,3 mm±0.2 mmとし,試験基板の中央部を表裏両側から圧子で挟み込む構造と
    する。この構造によって,繰返し曲げ試験の経過とともに,試験基板が押込み側に変形していくこと
    を防ぎ,試験初期の位置まで的確に引き戻すことができる(図A.2参照)。
c) 支持具 支持具の半径は,3 mm±0.2 mmとする。試験初期の位置まで的確に引き戻すために,試験
    基板の両端部を表裏両側から支持具で挟み込む構造とする。さらに,試験基板が支持具によって過度
    に拘束しないように,上部に首振り形のローラを用いることが望ましい(図A.2参照)。
d) 支持具間の距離 支持具間の距離は,90 mm±1 mmとする。
e) 変位範囲 試験基板の試験開始位置と最大押込み深さとの距離の変位範囲は,0.5 mm5 mmとし,
    引張圧縮試験機は,これに対応できる構造とする。
A.2.3 瞬断検出器(抵抗測定器)
  瞬断検出器(抵抗測定器)は,試験中に試験基板の電気的連続性(導通)及び破断を伴う瞬時的不導通
が確認でき,導通抵抗値が1×103 Ω以上になった場合に破断を伴う瞬時的不導通として判定できる機構を
もつことが望ましい。微小の破断を伴う瞬時的不導通を検出するには,10 μs100 μsの破断を伴う瞬時的
不導通を検出できるものが望ましい。また,この瞬断検出器(抵抗測定器)は,破断を伴う瞬時的不導通
を検出した場合に,引張圧縮試験機を停止できるように信号を出力できる能力をもつものが望ましい。
A.2.4 記録装置
  試験基板が破断を伴う瞬時的不導通に至るまでの繰返し数を記録できる装置とする。また,記録装置は,
試験中の変位及び引張圧縮試験機の力を記録できることが望ましい。

――――― [JIS C 62137-1-4 pdf 10] ―――――

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