IEC-61188-5-1-2002.pdf
NORME INTERNATIONALE CEI IEC INTERNATIONAL STANDARD 61188-5-1 Première édition First edition 2002-07 Cartes imprimées et cartes imprimées équipées Conception et utilisation Partie 5-1: Considérations sur les liaisons pistes-soudures Prescriptions génériques Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5-1: Attachment (land/joint) considerations Generic requirements Numéro de référence Reference number CEI/IEC 61188-5-1:2002 Numérotation des publications Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 devient la CEI 60034-1. Editions consolidées Les versions consolidées de certaines publications de la CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par exemple, les numéros dédition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent respectivement la publication de base, la publication de base incorporant lamendement 1, et la publication de base incorporant les amendements 1 et 2. Informations supplémentaires sur les publications de la CEI Le contenu technique des publications de la CEI est constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état actuel de la technique. Des renseignements relatifs à cette publication, y compris sa validité, sont dispo- nibles dans le Catalogue des publications de la CEI (voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, amendements et corrigenda. Des informations sur les sujets à létude et lavancement des travaux entrepris par le comité détudes qui a élaboré cette publication, ainsi que la liste des publications parues, sont également disponibles par lintermédiaire de: Site web de la CEI (www.iec.ch) Catalogue des publications de la CEI Le catalogue en ligne sur le site web de la CEI (www.iec.ch/catlg-f.htm) vous permet de faire des recherches en utilisant de nombreux critères, comprenant des recherches textuelles, par comité détudes ou date de publication. Des informations en ligne sont également disponibles sur les nouvelles publications, les publications rempla- cées ou retirées, ainsi que sur les corrigenda. IEC Just Published Ce résumé des dernières publications parues (www.iec.ch/JP.htm) est aussi disponible par courrier électronique. Veuillez prendre contact avec le Service client (voir ci-dessous) pour plus dinformations. Service clients Si vous avez des questions au sujet de cette publication ou avez besoin de renseignements supplémentaires, prenez contact avec le Service clients: Email: custserviec.ch Tél: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 Publication numbering As from 1 January 1997 all IEC publications are issued with a designation in the 60000 series. For example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1. Consolidated editions The IEC is now publishing consolidated versions of its publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1 and 1.2 refer, respectively, to the base publication, the base publication incorporating amendment 1 and the base publication incorporating amendments 1 and 2. Further information on IEC publications The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC, thus ensuring that the content reflects current technology. Information relating to this publication, including its validity, is available in the IEC Catalogue of publications (see below) in addition to new editions, amendments and corrigenda. Information on the subjects under consideration and work in progress undertaken by the technical committee which has prepared this publication, as well as the list of publications issued, is also available from the following: IEC Web Site (www.iec.ch) Catalogue of IEC publications The on-line catalogue on the IEC web site (www.iec.ch/catlg-e.htm) enables you to search by a variety of criteria including text searches, technical committees and date of publication. On- line information is also available on recently issued publications, withdrawn and replaced publications, as well as corrigenda. IEC Just Published This summary of recently issued publications (www.iec.ch/JP.htm) is also available by email. Please contact the Customer Service Centre (see below) for further information. Customer Service Centre If you have any questions regarding this publication or need further assistance, please contact the Customer Service Centre: Email: custserviec.ch Tel: +41 22 919 02 11 Fax: +41 22 919 03 00 . NORME INTERNATIONALE CEI IEC INTERNATIONAL STANDARD 61188-5-1 Première édition First edition 2002-07 Cartes imprimées et cartes imprimées équipées Conception et utilisation Partie 5-1: Considérations sur les liaisons pistes-soudures Prescriptions génériques Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5-1: Attachment (land/joint) considerations Generic requirements Pour prix, voir catalogue en vigueur For price, see current catalogue IEC 2002 Droits de reproduction réservés Copyright - all rights reserved Aucune partie de cette publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans l'accord écrit de l'éditeur. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without permission in writing from the publisher. International Electrotechnical Commission, 3, rue de Varembé, PO Box 131, CH-1211 Geneva 20, Switzerland Telephone: +41 22 919 02 11 Telefax: +41 22 919 03 00 E-mail: inmailiec.ch Web: www.iec.ch CODE PRIX PRICE CODEXBCommission Electrotechnique Internationale International Electrotechnical Commission 2 61188-5-1 © CEI:2002 SOMMAIRE AVANT-PROPOS 10 1Domaine dapplication et objet.14 2Références normatives .14 3Termes et définitions.16 4Exigences de conception.28 4.1Généralités 28 4.1.1Classification .30 4.1.2Détermination des zones de report .30 4.2Systèmes de dimensionnement32 4.2.1Tolérancement des composants.34 4.2.2Tolérancement des pastilles.42 4.2.3Réserves de fabrication42 4.2.4Tolérances dassemblage.42 4.2.5Analyse des dimensions et des tolérances44 4.3Possibilité de réalisation des conceptions.60 4.3.1Zone de report pour montage en surface 62 4.3.2Choix des composants standard.62 4.3.3Développement du substrat du circuit.62 4.3.4Considérations d'assemblage.62 4.3.5Prévision des essais automatisés.62 4.3.6Documentation du montage en surface.62 4.4Contraintes d'environnement62 4.4.1Composants sensibles à l'humidité.62 4.4.2Considérations d'environnement dans l'utilisation finale64 4.5Règles de conception.66 4.5.1Espacement des composants.66 4.5.2Assemblage des cartes à simple et double face70 4.5.3Conception du stencil de brasage.70 4.5.4Hauteur de dépassement des composants pour nettoyage70 4.5.5Repères conventionnels .72 4.5.6Conducteurs 78 4.5.7Conseils relatifs aux trous de liaison.80 4.5.8Réserves de fabrication normales.84 4.5.9Mise en flan .88 4.6Finitions des couches extérieures 94 4.6.1Finitions des masques de brasage .94 4.6.2Espacement du masque de brasage.94 4.6.3Finition des zones de report .96 5Validation de la qualité et de la fiabilité96 5.1Techniques de validation96 6Testabilité.98 6.1Les cinq types dessai98 6.1.1Essai de la carte nue98 6.1.2Essai sur la carte assemblée100 61188-5-1 © IEC:2002 3 CONTENTS FOREWORD.11 1Scope and object 15 2Normative references15 3Terms and definitions17 4Design requirements .29 4.1General .29 4.1.1Classification .31 4.1.2Land pattern determination.31 4.2Dimensioning systems .33 4.2.1Component tolerancing 35 4.2.2Land tolerancing 43 4.2.3Fabrication allowances.43 4.2.4Assembly tolerancing .43 4.2.5Dimension and tolerance analysis.45 4.3Design producibility61 4.3.1SMT land pattern63 4.3.2Standard component selection .63 4.3.3Circuit substrate development 63 4.3.4Assembly considerations63 4.3.5Provision for automated test.63 4.3.6Documentation for SMT63 4.4Environmental constraint63 4.4.1Moisture sensitive components.63 4.4.2End-use environment considerations 65 4.5Design rules.67 4.5.1Component spacing .67 4.5.2Single- and double-sided board assembly.71 4.5.3Solder paste stencil71 4.5.4Component stand-off height for cleaning 71 4.5.5Fiducial marks73 4.5.6Conductors 79 4.5.7Via guidelines 81 4.5.8Standard fabrication allowances .85 4.5.9Panelization .89 4.6Outer layer finishes95 4.6.1Solder-mask finishes95 4.6.2Solder-mask clearances.95 4.6.3Land-pattern finishes97 5Quality and reliability validation .97 5.1Validation techniques.97 6Testability .99 6.1Five types of testing.99 6.1.1Bare-board test 99 6.1.2Assembled board test.101 4 61188-5-1 © CEI:2002 6.2Accès aux nuds 100 6.2.1Philosophie dessai 100 6.2.2Stratégie dessai pour les cartes nues 102 6.3Accès total aux nuds de la carte assemblée 102 6.3.1Préparation des essais en circuit104 6.3.2Essais avec multi-sondes.104 6.4Accès limité aux nuds .104 6.5Aucun accès aux nuds 106 6.6Impact des montages dessai en coquille106 6.7Caractéristiques dessai des cartes imprimées .106 6.7.1Espacement des zones de report dessai106 6.7.2Taille et forme des pastilles dessai106 6.7.3Paramètres de conception en vue des essais .108 7Types de structure de cartes imprimées 110 7.1Considérations générales.114 7.1.1Catégories .116 7.1.2Différence de dilatation thermique 116 7.2Matériaux organiques.116 7.3Matériaux non organiques116 7.4Autres structures de cartes imprimées .116 7.4.1Structures à plan support .116 7.4.2Technologie des cartes imprimées à haute densité.116 7.4.3Interconnexion par fil discret 118 7.4.4Structures à âme intégrée 118 7.4.5Structures à âme en métal porcelainisé118 8Considérations d'assemblage dans la technologie du montage en surface .118 8.1Séquence du montage en surface 118 8.2Préparation des substrats 120 8.2.1Application d'adhésif 120 8.2.2Adhésifs conducteurs.122 8.2.3Application de la pâte de brasure .122 8.2.4Pièces de brasure préformées122 8.3Pose des composants122 8.3.1Transfert des données des composants .122 8.4Processus de brasage124 8.4.1Soudage à la vague .124 8.4.2Brasage en phase vapeur.126 8.4.3Refusion par infrarouges 128 8.4.4Convection à l'air chaud .128 8.4.5Brasage par refusion au laser.128 8.5Nettoyage 128 8.6Réparations et reprises130 8.6.1Réutilisation des composants enlevés 130 8.6.2Effets de dissipation thermique.130 8.6.3Influence du type de matériau des cartes imprimées.132 8.6.4Influence de la pastille de cuivre et du montage du conducteur.132 8.6.5Sélection déquipements adéquats pour les retouches 132 8.6.6Influence de la structure équipée et des processus de brasage.132 61188-5-1 © IEC:2002 5 6.2Nodal access .101 6.2.1Test philosophy101 6.2.2Test strategy for bare boards .103 6.3Full nodal access for assembled board.103 6.3.1In-circuit test accommodation.105 6.3.2Multi-probe testing .105 6.4Limited nodal access .105 6.5No nodal access 107 6.6Clam-shell fixtures impact107 6.7Printed board test characteristics .107 6.7.1Test land pattern spacing .107 6.7.2Test land size and shape107 6.7.3Design for test parameters .109 7Printed board structure types.111 7.1General considerations 115 7.1.1Categories .117 7.1.2Thermal expansion mismatch.117 7.2Organic base material117 7.3Non-organic base materials117 7.4Alternative PB structures117 7.4.1Supporting-plane PB structures 117 7.4.2High-density PB technology117 7.4.3Discrete-wire interconnect119 7.4.4Constraining core structures.119 7.4.5Porcelainized metal (metal core) structures 119 8Assembly considerations for surface-mount technology (SMT).119 8.1SMT assembly process sequence 119 8.2Substrate preparation.121 8.2.1Adhesive application 121 8.2.2Conductive adhesive 123 8.2.3Solder paste application .123 8.2.4Solder preforms .123 8.3Component placement .123 8.3.1Component data transfer123 8.4Soldering processes.125 8.4.1Wave soldering 125 8.4.2Vapour-phase soldering .127 8.4.3IR reflow 129 8.4.4Hot air/gas convection129 8.4.5Laser reflow soldering 129 8.5Cleaning 129 8.6Repair/rework 131 8.6.1Re-use of removed components.131 8.6.2Heatsink effects .131 8.6.3Dependence on printed board material type133 8.6.4Dependence on copper land and conductor layout 133 8.6.5Selection of suitable rework equipment.133 8.6.6Dependence on assembly structure and soldering processes133 6 61188-5-1 © CEI:2002 Annexe A (informative) Impressions dessai Evaluation du processus .134 Annexe B (informative) Abréviations 140 Figure 1 Exemple de tolérancement par profil .32 Figure 2 Exemple de dimensionnement du condensateur 3216 pour un cordon de brasure optimal .36 Figure 3 Dimensionnement par profil d'un SOIC à sorties en aile de mouette 38 Figure 4 Pas d'un composant à sorties multiples.48 Figure 5 Condition de zone de délimitation du périmètre .58 Figure 6 Orientation des composants pour le soudage à la vague .66 Figure 7 Alignement de composants similaires68 Figure 8 Repères de flans et locaux72 Figure 9 Repères conventionnels locaux et globaux 74 Figure 10 Emplacement des repères conventionnels sur une carte imprimée.74 Figure 11 Zone dégagée autour des repères.76 Figure 12 Géométries de montage en surface.78 Figure 13 Trame dessai de la capacité d'acheminement des conducteurs.80 Figure 14 Relation entre la zone de report et trous de liaison 82 Figure 15 Exemples de concepts de positionnement des trous de liaison 82 Figure 16 Description des conducteurs .86 Figure 17 Exemples de pastilles modifiées88 Figure 18 Flan classique en stratifié cuivre-verre 90 Figure 19 Jeu entre conducteurs et rainure pour le rainurage en V90 Figure 20 Système à rupture (impression à fente guidée)92 Figure 21 Fentes guidées .92 Figure 22 Fenêtre d'un masque de brasage groupé.94 Figure 23 Fenêtres de masque de brasage à poche96 Figure 24 Limites de température des composants .98 Figure 25 Concept de grille de trous de liaison d'essai 104 Figure 26 Relation générale entre la taille des contacts de test et les ratés de sonde 108 Figure 27 Distance entre sonde dessai et composant.110 Figure 28 Séquence typique de l'assemblage pour trous traversant et montage en surface.120 Figure 29 Séquence typique du montage en surface sur une et deux faces .120 Figure A.1 Description générale de l'impression de validation du processus et de ses interconnexions.134 Figure A.2 Cliché photographique de la face primaire de la carte dessai IPC-A-49136 Tableau 1 Eléments de l'analyse des tolérances pour les composants à puce .50 Tableau 2 Sorties pour ruban plat en L et en aile de mouette (pas supérieur à 0,625 mm)50 Tableau 3 Sorties pour ruban plat en L et en aile de mouette (pas inférieur ou égal à 0,625 mm)52 Tableau 4 Sorties rondes ou aplaties (forgées) .52 Tableau 5 Sorties en J52 Tableau 6 Composants à extrémité rectangulaire ou carrée (condensateurs et résistances céramique)52 Tableau 7 Broches à embout cylindrique (MELF) 54 Tableau 8 Broches à base seule.54 61188-5-1 © IEC:2002 7 Annex A (informative) Test
