IEC 62137-4:2014

IEC 62137-4 ®
Edition 1.0 2014-10
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Electronics assembly technology –
Part 4: Endurance test methods for solder joint of area array type package
surface mount devices
Technique d'assemblage des composants électroniques –
Partie 4: Méthodes d'essais d'endurance des joints brasés des composants
pour montage en surface à boîtiers de type matriciel
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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
either IEC or IEC's member National Committee in the country of the requester. If you have any questions about IEC
copyright or have an enquiry about obtaining additional rights to this publication, please contact the address below or
your local IEC member National Committee for further information.

Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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'IEC ou du Comité national de l'IEC du pays du demandeur. Si vous avez des
questions sur le copyright de l'IEC ou si vous désirez obtenir des droits supplémentaires sur cette publication, utilisez
les coordonnées ci-après ou contactez le Comité national de l'IEC de votre pays de résidence.

IEC Central Office Tel.: +41 22 919 02 11
3, rue de Varembé Fax: +41 22 919 03 00
CH-1211 Geneva 20 info@iec.ch
Switzerland www.iec.ch
About the IEC
The International Electrotechnical Commission (IEC) is the leading global organization that prepares and publishes
International Standards for all electrical, electronic and related technologies.

About IEC publications
The technical content of IEC publications is kept under constant review by the IEC. Please make sure that you have the
latest edition, a corrigenda or an amendment might have been published.

IEC Catalogue - webstore.iec.ch/catalogue Electropedia - www.electropedia.org
The stand-alone application for consulting the entire The world's leading online dictionary of electronic and
bibliographical information on IEC International Standards, electrical terms containing more than 30 000 terms and
Technical Specifications, Technical Reports and other definitions in English and French, with equivalent terms in 14
documents. Available for PC, Mac OS, Android Tablets and additional languages. Also known as the International
iPad. Electrotechnical Vocabulary (IEV) online.

IEC publications search - www.iec.ch/searchpub IEC Glossary - std.iec.ch/glossary
The advanced search enables to find IEC publications by a More than 55 000 electrotechnical terminology entries in
variety of criteria (reference number, text, technical English and French extracted from the Terms and Definitions
committee,…). It also gives information on projects, replaced clause of IEC publications issued since 2002. Some entries
and withdrawn publications. have been collected from earlier publications of IEC TC 37,

77, 86 and CISPR.
IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished
Stay up to date on all new IEC publications. Just Published IEC Customer Service Centre - webstore.iec.ch/csc
details all new publications released. Available online and If you wish to give us your feedback on this publication or
also once a month by email. need further assistance, please contact the Customer Service
Centre: csc@iec.ch.
A propos de l'IEC
La Commission Electrotechnique Internationale (IEC) est la première organisation mondiale qui élabore et publie des
Normes internationales pour tout ce qui a trait à l'électricité, à l'électronique et aux technologies apparentées.

A propos des publications IEC
Le contenu technique des publications IEC est constamment revu. Veuillez vous assurer que vous possédez l’édition la
plus récente, un corrigendum ou amendement peut avoir été publié.

Catalogue IEC - webstore.iec.ch/catalogue Electropedia - www.electropedia.org
Application autonome pour consulter tous les renseignements
Le premier dictionnaire en ligne de termes électroniques et
bibliographiques sur les Normes internationales,
électriques. Il contient plus de 30 000 termes et définitions en
Spécifications techniques, Rapports techniques et autres
anglais et en français, ainsi que les termes équivalents dans
documents de l'IEC. Disponible pour PC, Mac OS, tablettes
14 langues additionnelles. Egalement appelé Vocabulaire
Android et iPad.
Electrotechnique International (IEV) en ligne.

Recherche de publications IEC - www.iec.ch/searchpub
Glossaire IEC - std.iec.ch/glossary
Plus de 55 000 entrées terminologiques électrotechniques, en
La recherche avancée permet de trouver des publications IEC
en utilisant différents critères (numéro de référence, texte, anglais et en français, extraites des articles Termes et
comité d’études,…). Elle donne aussi des informations sur les Définitions des publications IEC parues depuis 2002. Plus
projets et les publications remplacées ou retirées. certaines entrées antérieures extraites des publications des

CE 37, 77, 86 et CISPR de l'IEC.
IEC Just Published - webstore.iec.ch/justpublished

Service Clients - webstore.iec.ch/csc
Restez informé sur les nouvelles publications IEC. Just
Published détaille les nouvelles publications parues. Si vous désirez nous donner des commentaires sur cette
Disponible en ligne et aussi une fois par mois par email. publication ou si vous avez des questions contactez-nous:
csc@iec.ch.
IEC 62137-4 ®
Edition 1.0 2014-10
INTERNATIONAL
STANDARD
NORME
INTERNATIONALE
colour
inside
Electronics assembly technology –

Part 4: Endurance test methods for solder joint of area array type package

surface mount devices
Technique d'assemblage des composants électroniques –

Partie 4: Méthodes d'essais d'endurance des joints brasés des composants

pour montage en surface à boîtiers de type matriciel

INTERNATIONAL
ELECTROTECHNICAL
COMMISSION
COMMISSION
ELECTROTECHNIQUE
PRICE CODE
INTERNATIONALE
CODE PRIX X
ICS 31.190 ISBN 978-2-8322-1873-0

– 2 – IEC 62137-4:2014 © IEC 2014
CONTENTS
FOREWORD . 6
1 Scope . 8
2 Normative references . 8
3 Terms definitions and abbreviations . 9
3.1 Terms and definitions . 9
3.2 Abbreviations . 9
4 General . 9
5 Test apparatus and materials . 10
5.1 Specimen . 10
5.2 Reflow soldering equipment . 10
5.3 Temperature cycling chamber . 10
5.4 Electrical resistance recorder . 10
5.5 Test substrate . 10
5.6 Solder paste . 11
6 Specimen preparation . 11
7 Temperature cycling test . 13
7.1 Pre-conditioning . 13
7.2 Initial measurement . 13
7.3 Test procedure . 13
7.4 End of test criteria. 15
7.5 Recovery . 15
7.6 Final measurement . 15
8 Temperature cycling life . 15
9 Items to be specified in the relevant product specification . 15
Annex A (informative) Acceleration of the temperature cycling test for solder joints . 17
A.1 General . 17
A.2 Acceleration of the temperature cycling test for an Sn-Pb solder joint . 17
A.3 Temperature cycling life prediction method for an Sn-Ag-Cu solder joint . 18
A.4 Factor that affects the temperature cycling life of the solder joint . 22
Annex B (informative) Electrical continuity test for solder joints of the package . 23
B.1 General . 23
B.2 Package and daisy chain circuit . 23
B.3 Mounting condition and materials . 23
B.4 Test method . 23
B.5 Temperature cycling test using the continuous electric resistance monitoring
system . 23
Annex C (informative) Reflow solderability test method for package and test substrate
land . 25
C.1 General . 25
C.2 Test equipment . 25
C.2.1 Test substrate. 25
C.2.2 Pre-conditioning oven . 25
C.2.3 Solder paste . 25
C.2.4 Metal mask for screen printing . 25
C.2.5 Screen printing equipment . 25

C.2.6 Package mounting equipment . 25
C.2.7 Reflow soldering equipment . 25
C.2.8 X-ray inspection equipment . 26
C.3 Standard mounting process . 26
C.3.1 Initial measurement . 26
C.3.2 Pre-conditioning . 26
C.3.3 Package mounting on test substrate . 26
C.3.4 Recovery . 27
C.3.5 Final measurement . 27
C.4 Examples of faulty soldering of area array type packages . 27
C.4.1 Repelled solder by contamination on the ball surface of the BGA
package . 27
C.4.2 Defective solder ball wetting caused by a crack in the package . 27
C.5 Items to be given in the product specification . 28
Annex D (informative) Test substrate design guideline . 29
D.1 General . 29
D.2 Design standard . 29
D.2.1 General . 29
D.2.2 Classification of substrate specifications . 29
D.2.3 Material of the test substrate . 31
D.2.4 Configuration of layers of the test substrate .
...