IEC 60749-25:2003

NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-25
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-07
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 25:
Cycles de température
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 25:
Temperature cycling
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 60749-25:2003
Numérotation des publications Publication numbering
Depuis le 1er janvier 1997, les publications de la CEI As from 1 January 1997 all IEC publications are
sont numérotées à partir de 60000. Ainsi, la CEI 34-1 issued with a designation in the 60000 series. For
devient la CEI 60034-1. example, IEC 34-1 is now referred to as IEC 60034-1.
Editions consolidées Consolidated editions
Les versions consolidées de certaines publications de la The IEC is now publishing consolidated versions of its
CEI incorporant les amendements sont disponibles. Par publications. For example, edition numbers 1.0, 1.1
exemple, les numéros d’édition 1.0, 1.1 et 1.2 indiquent and 1.2 refer, respectively, to the base publication,
respectivement la publication de base, la publication de the base publication incorporating amendment 1 and
base incorporant l’amendement 1, et la publication de the base publication incorporating amendments 1
base incorporant les amendements 1 et 2. and 2.
Informations supplémentaires Further information on IEC publications
sur les publications de la CEI
Le contenu technique des publications de la CEI est The technical content of IEC publications is kept
constamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état under constant review by the IEC, thus ensuring that
actuel de la technique. Des renseignements relatifs à the content reflects current technology. Information
cette publication, y compris sa validité, sont dispo- relating to this publication, including its validity, is
nibles dans le Catalogue des publications de la CEI available in the IEC Catalogue of publications
(voir ci-dessous) en plus des nouvelles éditions, (see below) in addition to new editions, amendments
amendements et corrigenda. Des informations sur les and corrigenda. Information on the subjects under
sujets à l’étude et l’avancement des travaux entrepris consideration and work in progress undertaken by the
par le comité d’études qui a élaboré cette publication, technical committee which has prepared this
ainsi que la liste des publications parues, sont publication, as well as the list of publications issued,
également disponibles par l’intermédiaire de: is also available from the following:
• Site web de la CEI (www.iec.ch) • IEC Web Site (www.iec.ch)
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
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(www.iec.ch/searchpub) vous permet de faire des (www.iec.ch/searchpub) enables you to search by a
recherches en utilisant de nombreux critères, variety of criteria including text searches,
comprenant des recherches textuelles, par comité technical committees and date of publication. On-
d’études ou date de publication. Des informations en line information is also available on recently
ligne sont également disponibles sur les nouvelles issued publications, withdrawn and replaced
publications, les publications remplacées ou retirées, publications, as well as corrigenda.
ainsi que sur les corrigenda.
• IEC Just Published • IEC Just Published
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.
NORME CEI
INTERNATIONALE IEC
60749-25
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
2003-07
Dispositifs à semiconducteurs –
Méthodes d'essais mécaniques et climatiques –
Partie 25:
Cycles de température
Semiconductor devices –
Mechanical and climatic test methods –
Part 25:
Temperature cycling
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M
Commission Electrotechnique Internationale PRICE CODE
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Международная Электротехническая Комиссия
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– 2 – 60749-25  CEI:2003
SOMMAIRE
AVANT-PROPOS . 4
1 Domaine d’application. 8
2 Références normatives . 8
3 Termes et définitions . 8
4 Appareillage d’essai.12
5 Procédure.12
5.1 Mesures initiales.12
5.2 Conditionnement.12
5.3 Taux de cycles.14
5.3.1 Taux de cycles de composants .14
5.3.2 Taux de cycles d’interconnexions soudées.14
5.3.3 Températures maximales et minimales .14
5.4 Temps de trempage supérieurs et inférieurs .18
5.5 Températures de trempage supérieures et inférieures .18
5.6 Modes de trempage .18
5.6.1 Mode de trempage de composants .18
5.6.2 Mode de trempage d’interconnexions.18
5.7 Durée du cycle .18
5.8 Taux de rampe .20
5.8.1 Taux de rampe de composants .20
5.8.2 Taux de rampe d’interconnexions .20
5.9 Durée de transfert de charge .20
5.10 Reprise.20
5.11 Mesures finales .20
5.12 Critères de défaillance.22
6 Résumé .22
Figure 1 – Profil de température représentatif pour les conditions d’essai
des cycles thermiques.24
Tableau 1 – Conditions d’essai des cycles de température.16
Tableau 2 – Conditions de mode de trempage.16
Tableau 3 – Fréquence type et mode de trempage pour conditions d’essai .18
Tableau 4 – Conditions d’essai recommandées pour cycles de température
pour interconnexions soudées.20

60749-25  IEC:2003 – 3 –
CONTENTS
FOREWORD . 5
1 Scope . 9
2 Normative references. 9
3 Terms and definitions . 9
4 Test apparatus.13
5 Procedure.13
5.1 Initial measurements.13
5.2 Conditioning .13
5.3 Cycle rates .15
5.4 Upper and lower soak times.19
5.5 Upper and lower soak temperatures .19
5.6 Soak modes.19
5.7 Cycle time .19
5.8 Ramp rate.21
5.9 Load transfer time.21
5.10 Recovery .21
5.11 Final measurements .21
5.12 Failure criteria .23
6 Summary .23
Figure 1 – Representative temperature profile for thermal cycle test conditions.25
Table 1 – Temperature cycling test conditions.17
Table 2 – Soak mode conditions .17
Table 3 – Typical frequency and soak mode for test conditions .19
Table 4 – Recommended test conditions for solder interconnection temperature cycling .21

– 4 – 60749-25  CEI:2003
COMMISSION ÉLECTROTECHNIQUE INTERNATIONALE
____________
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 25: Cycles de température
AVANT-PROPOS
1) La CEI (Commission Electrotechnique Internationale) est une organisation mondiale de normalisation
composée de l'ensemble des comités électrotechniques nationaux (Comités nationaux de la CEI). La CEI a
pour objet de favoriser la coopération internationale pour toutes les questions de normalisation dans les
domaines de l'électricité et de l'électronique. A cet effet, la CEI – entre autres activités – publie des Normes
internationales, des Spécifications techniques, des Rapports techniques et des Guides (ci-après dénommés
"Publication(s) de la CEI"). Leur élaboration est confiée à des comités d'études, aux travaux desquels tout
Comité national intéressé par le sujet traité peut participer. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec la CEI, participent également aux travaux. La CEI
collabore étroitement avec l'Organisation Internationale de Normalisation (ISO), selon des conditions fixées par
accord entre les deux organisations.
2) Les décisions ou accords officiels de la CEI concernant les questions techniques représentent, dans la mesure
du possible, un accord international sur les sujets étudiés, étant donné que les Comités nationaux de la CEI
intéressés sont représentés dans chaque comité d’études.
3) Les Publications de la CEI se présentent sous la forme de recommandations internationales et sont agréées
comme telles par les Comités nationaux de la CEI. Tous les efforts raisonnables sont entrepris afin que la CEI
s'assure de l'exactitude du contenu technique de ses publications; la CEI ne peut pas être tenue responsable
de l'éventuelle mauvaise utilisation ou interprétation qui en est faite par un quelconque utilisateur final.
4) Dans le but d'encourager l'uniformité internationale, les Comités nationaux de la CEI s'engagent, dans toute la
mesure possible, à appliquer de façon transparente, les Publications de la CEI dans leurs publications
nationales et régionales. Toutes divergences entre toutes Publications de la CEI et toutes publications
nationales ou régionales correspondantes doivent être indiquées en termes clairs dans ces dernières.
5) La CEI n’a prévu aucune procédure de marquage valant indication d’approbation et n'engage pas sa
responsabilité pour les équipements déclarés conformes à une de ses Publications.
6) Tous les utilisateurs doivent s'assurer qu'ils sont en possession de la dernière édition de cette publication.
7) Aucune responsabilité ne doit être imputée à la CEI, à ses administrateurs, employés, auxiliaires ou
mandataires, y compris ses experts particuliers et les membres de ses comités d'études et des Comités
nationaux de la CEI, pour tout préjudice causé en cas de dommages corporels et matériels, ou de tout autre
dommage de quelque nature que ce soit, directe ou indirecte, ou pour supporter les coûts (y compris les frais
de justice) et les dépenses découlant de la publication ou de l'utilisation de cette Publication de la CEI ou de
toute autre Publication de la CEI, ou au crédit qui lui est accordé.
8) L'attention est attirée sur les références normatives citées dans cette publication. L'utilisation de publications
référencées est obligatoire pour une application correcte de la présente publication.
9) L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments de la présente Publication de la CEI peuvent faire
l’objet de droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. La CEI ne saurait être tenue pour
responsable de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et de ne pas avoir signalé leur existence.
La Norme internationale CEI 60749-25 a été établie par le comité d'études 47 de la CEI:
Dispositifs à semiconducteurs.
La présente norme annule et remplace l’IEC/PAS 62178 publié en 2000, Cette première
édition constitue une révision technique.
Le texte de cette norme est issu des documents suivants:
FDIS Rapport de vote
47/1696/FDIS 47/1706/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cette norme.

60749-25  IEC:2003 – 5 –
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION
____________
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 25: Temperature cycling
FOREWORD
1) The International Electrotechnical Commission (IEC) is a worldwide organization for standardization comprising
all national electrotechnical committees (IEC National Committees). The object of IEC is to promote
international co-operation on all questions concerning standardization in the electrical and electronic fields. To
this end and in addition to other activities, IEC publishes International Standards, Technical Specifications,
Technical Reports, and Guides (hereafter referred to as “IEC Publication(s)”). Their preparation is entrusted to
technical committees; any IEC National Committee interested in the subject dealt with may participate in this
preparatory work. International, governmental and non-governmental organizations liaising with the IEC also
participate in this preparation. IEC collaborates closely with the International Organization for Standardization
(ISO) in accordance with conditions determined by agreement between the two organizations.
2) The formal decisions or agreements of IEC on technical matters express, as nearly as possible, an international
consensus of opinion on the relevant subjects since each technical committee has representation from all
interested IEC National Committees.
3) IEC Publications have the form of recommendations for international use and are accepted by IEC National
Committees in that sense. While all reasonable efforts are made to ensure that the technical content of IEC
Publications is accurate, IEC cannot be held responsible for the way in which they are used or for any
misinterpretation by any end user.
4) In order to promote international uniformity, IEC National Committees undertake to apply IEC Publications
transparently to the maximum extent possible in their national and regional publications. Any divergence
between any IEC Publication and the corresponding national or regional publication shall be clearly indicated in
the latter.
5) IEC provides no marking procedure to indicate its approval and cannot be rendered responsible for any
equipment declared to be in conformity with an IEC Publication.
6) All users should ensure that they have the latest edition of this publication.
7) No liability shall attach to IEC or its directors, employees, servants or agents including individual experts and
members of its technical committees and IEC National Committees for any personal injury, property damage or
other damage of any nature whatsoever, whether direct or indirect, or for costs (including legal fees) and
expenses arising out of the publication, use of, or reliance upon, this IEC Publication or any other IEC
Publications.
8) Attention is drawn to the Normative references cited in this publication. Use of the referenced publications is
indispensable for the correct application of this publication.
9) Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this IEC Publication may be the subject of
patent rights. IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
International Standard IEC 60749-25 has been prepared by IEC technical committee 47:
Semiconductor devices.
This standard cancels and replaces IEC/PAS 62178 published in 2000. This first edition
constitutes a technical revision.
The text of this standard is based on the following documents:
FDIS Report on voting
47/1696/FDIS 47/1706/RVD
Full information on the voting for the approval of this standard can be found in the report
on voting indicated in the above table.

– 6 – 60749-25  CEI:2003
Cette publication a été rédigée selon les Directives ISO/CEI, Partie 2.
Cette méthode d’essais mécaniques et climatiques, relative aux changements de tem-
pérature, est le résultat d’une réécriture complète de l’essai contenu dans le Paragraphe 1.1
du Chapitre 3 de la CEI 60749.
Le comité a décidé que le contenu de cette publication ne sera pas modifié avant 2007.
A cette date, la publication sera
• reconduite;
• supprimée;
• remplacée par une édition révisée, ou
• amendée.
60749-25  IEC:2003 – 7 –
This publication has been drafted in accordance with the ISO/IEC Directives, Part 2.
This mechanical and climatic test method, as it relates to change of temperature, is a com-
plete rewrite of the test contained in Subclause 1.1 of Chapter 3 of IEC 60749.
The committee has decided that the contents of this publication will remain unchanged until
2007. At this date, the publication will be
• reconfirmed;
• withdrawn;
• replaced by a revised edition, or
• amended.
– 8 – 60749-25  CEI:2003
DISPOSITIFS À SEMICONDUCTEURS –
MÉTHODES D’ESSAIS MÉCANIQUES ET CLIMATIQUES –
Partie 25: Cycles de température
1 Domaine d’application
La présente partie de la CEI 60749 fournit une procédure d’essai pour déterminer la capacité
des dispositifs à semiconducteurs et des composants et/ou des cartes équipées à résister aux
contraintes mécaniques induites en alternant des extrêmes de hautes et basses tempéra-
tures. Des variations permanentes des caractéristiques électriques et/ou physiques peuvent
résulter de ces contraintes mécaniques.
Cette méthode d’essais est, en général, en accord avec la CEI 60068-2-14, mais compte
tenu des exigences spécifiques aux semiconducteurs, les articles de la présente norme
s’appliquent.
La présente méthode d’essais s’applique aux cycles de température en chambre unique,
double et triple et englobe les essais de composants et d’interconnexions soudées. Dans les
cycles pour chambres uniques, la charge est placée dans une chambre en poste fixe et elle
est chauffée ou refroidie en introduisant de l’air chaud, à température ambiante ou froid dans
la chambre. Dans les cycles pour chambres doubles, la charge est placée sur une plate-forme
mobile qui fait la navette entre les chambres en poste fixe maintenues à températures fixes.
Dans les cycles de température en chambres triples, la charge est déplacée entre les trois
chambres.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent
document. Pour les références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références
non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les éventuels
amendements).
CEI 60068-2-14:1984, Essais d'environnement – Deuxième partie: Essais – Essai N: Varia-
tions de température
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions suivants s’appliquent.
3.1
charge
échantillon(s) et fixation(s) associée(s) (plateaux, bâtis, etc.) dans la chambre pendant l’essai
3.2
zone de travail
volume dans la ou les chambres dans lesquelles la température de la charge est contrôlée
dans les conditions spécifiées

60749-25  IEC:2003 – 9 –
SEMICONDUCTOR DEVICES –
MECHANICAL AND CLIMATIC TEST METHODS –
Part 25: Temperature cycling
1 Scope
This part of IEC 60749 provides a test procedure for determining the ability of semiconductor
devices and components and/or board assemblies to withstand mechanical stresses induced
by alternating high and low temperature extremes. Permanent changes in electrical and/or
physical characteristics can result from these mechanical stresses.
This test method is in general accord with IEC 60068-2-14 but, due to specific requirements of
semiconductors, the clauses of this standard apply.
This test method applies to single, dual and triple chamber temperature cycling and covers
component and solder interconnection testing. In single chamber cycling, the load is placed
in a stationary chamber and is heated or cooled by introducing hot, ambient or cold air into
the chamber. In dual chamber cycling, the load is placed on a moving platform that shuttles
between stationary chambers maintained at fixed temperatures. In triple chamber temperature
cycling, the load is moved between the three chambers.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document.
For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition
of the referenced document (including any amendments) applies.
IEC 60068-2-14:1984, Basic environmental testing procedures – Part 2: Tests – Test N:
Change of temperature
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
load
sample(s) and associated fixtures (trays, racks, etc.) in the chamber during the test
3.2
working zone
volume in the chamber(s) in which the temperature of the load is controlled within the
specified conditions
– 10 – 60749-25  CEI:2003
3.3
température d’échantillons
T
s
température des échantillons pendant les cycles de température, mesurés par des thermo-
couples ou un appareillage de mesure de température équivalent, fixés à leurs corps ou
incorporés dans ces derniers
NOTE Le thermocouple ou l’appareillage de mesure de température équivalent, et, quelle que soit la méthode de
fixation ou la méthode d’encastrement utilisée, doivent assurer que la masse entière du ou des échantillons atteint
les extrêmes de température et les prescriptions de trempage.
3.4
température maximale de l’échantillon
T
s,max
température maximale rencontrée par le ou les échantillons, mesurée par les thermocouples
(voir 3.3)
3.5
température minimale de l’échantillon
T
s,min
température minimale rencontrée par le ou les échantillons, mesurée par les thermocouples
(voir 3.3)
3.6
durée de transfert de charge
temps nécessaire pour transférer physiquement la charge d’une chambre de température et
l’introduire dans l’autre
NOTE Le transfert de charge s’applique aux cycles pour chambres doubles et triples.
3.7
charge maximale
charge la plus grande qui peut être placée dans la chambre et satisfait encore aux
prescriptions de cycles de température spécifiés tels qu’elles sont vérifiées par les
thermocouples (voir 3.3)
3.8
différentiel de température d’échantillons
∆T
différence entre la T spécifiée et la T spécifiée pour la condition d’essai de cycles de
s,max s,min
température (voir Tableau 1)
3.9
temps de trempage
durée totale où la température de l’échantillon se situe dans une plage spécifiée de chaque
T spécifiée et T spécifiée
s,max s,min
NOTE Cette plage est définie comme le temps où T est comprise entre −5 °C et soit +10 °C, soit +15 °C (en
s
fonction de la tolérance des conditions d’essai) de la T spécifiée pour l’extrémité supérieure du cycle et le
s,max
temps où T est comprise entre +5 °C et –10 °C de la T spécifiée pour l’extrémité inférieure du cycle.
s s,min
3.10
température de trempage
plage de températures comprise entre –5 °C et soit +10 °C, soit +15 °C (en fonction de la
tolérance des conditions d’essai) de la T spécifiée et entre +5 °C et –10 °C de la T
s,max s,min
spécifiée
3.11
durée du cycle
durée entre une extrême de haute température et la suivante, ou d’une extrême de basse
température et la suivante
NOTE Pour un échantillon donné, voir la Figure 1.

60749-25  IEC:2003 – 11 –
3.3
sample temperature
T
s
temperature of the samples during temperature cycling, as measured by thermocouples, or
equivalent temperature measureme
...