ISO 9455-17:2002
(Main)Soft soldering fluxes - Test methods - Part 17: Surface insulation resistance comb test and electrochemical migration test of flux residues
Soft soldering fluxes - Test methods - Part 17: Surface insulation resistance comb test and electrochemical migration test of flux residues
ISO 9455-17:2002 specifies a method of testing for deleterious effects that may arise from flux residues after soldering or tinning test coupons. The test is applicable to type 1 and type 2 fluxes in solid or liquid form, or in the form of flux-cored solder wire, solder preforms or solder paste constituted with eutectic or near-eutectic tin/lead solders. This test method is also applicable to fluxes for use with lead-free solders. However, the soldering temperatures may be adjusted with agreement between tester and customer.
Flux de brasage tendre — Méthodes d'essai — Partie 17: Essai au peigne et essai de migration électrochimique de résistance d'isolement de surface des résidus de flux
L'ISO 9455-17:2002 spécifie une méthode d'essai relative aux effets néfastes pouvant être provoqués par des résidus de flux après brasage tendre ou étamage de coupons d'essai. L'essai est applicable aux flux de type 1 et de type 2, tels que spécifiés dans l'ISO 9454-1, sous forme solide ou liquide, ou sous forme de fil d'apport à flux incorporé, de préformes ou de crème à braser constitués de métal d'apport étain/plomb (Sn/Pb) eutectique ou quasi-eutectique. Cette méthode d'essai est également applicable aux flux à utiliser avec des métaux d'apport de brasage tendre sans plomb. Toutefois, les températures de brasage peuvent être convenues entre le responsable de l'essai et le client.
General Information
Relations
Frequently Asked Questions
ISO 9455-17:2002 is a standard published by the International Organization for Standardization (ISO). Its full title is "Soft soldering fluxes - Test methods - Part 17: Surface insulation resistance comb test and electrochemical migration test of flux residues". This standard covers: ISO 9455-17:2002 specifies a method of testing for deleterious effects that may arise from flux residues after soldering or tinning test coupons. The test is applicable to type 1 and type 2 fluxes in solid or liquid form, or in the form of flux-cored solder wire, solder preforms or solder paste constituted with eutectic or near-eutectic tin/lead solders. This test method is also applicable to fluxes for use with lead-free solders. However, the soldering temperatures may be adjusted with agreement between tester and customer.
ISO 9455-17:2002 specifies a method of testing for deleterious effects that may arise from flux residues after soldering or tinning test coupons. The test is applicable to type 1 and type 2 fluxes in solid or liquid form, or in the form of flux-cored solder wire, solder preforms or solder paste constituted with eutectic or near-eutectic tin/lead solders. This test method is also applicable to fluxes for use with lead-free solders. However, the soldering temperatures may be adjusted with agreement between tester and customer.
ISO 9455-17:2002 is classified under the following ICS (International Classification for Standards) categories: 25.160.50 - Brazing and soldering. The ICS classification helps identify the subject area and facilitates finding related standards.
ISO 9455-17:2002 has the following relationships with other standards: It is inter standard links to ISO 12180-1:2011, ISO 9455-17:2024. Understanding these relationships helps ensure you are using the most current and applicable version of the standard.
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Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 9455-17
First edition
2002-12-15
Soft soldering fluxes — Test methods —
Part 17:
Surface insulation resistance comb test
and electrochemical migration test of flux
residues
Flux de brasage tendre — Méthodes d'essai —
Partie 17: Essai au peigne et essai de migration électrochimique de
résistance d'isolement de surface des résidus de flux
Reference number
©
ISO 2002
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ii © ISO 2002 — All rights reserved
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Principle . 1
4 Reagents . 2
5 Apparatus. 2
6 Inspection of test coupons . 6
7 Sample preparation. 7
8 Procedure. 9
9 Assessment . 13
10 Precision . 14
11 Test report. 14
Annex A (informative) SIR testing guidance. 16
Annex B (informative) Surface insulation resistance comb test and electrochemical migration test
of flux residues — Qualification test report . 18
Bibliography . 21
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 9455-17 was prepared by Technical Committee ISO/TC 44, Welding and allied processes, Subcommittee
SC 12, Soldering and brazing materials.
ISO 9455 consists of the following parts, under the general title Soft soldering fluxes — Test methods:
Part 1: Determination of non-volatile matter, gravimetric method
Part 2: Determination of non-volatile matter, ebulliometric method
Part 3: Determination of acid value, potentiometric and visual titration methods
Part 5: Copper mirror test
Part 6: Determination and detection of halide (excluding fluoride) content
Part 8: Determination of zinc content
Part 9: Determination of ammonia content
Part 10: Flux efficacy tests, solder spread method
Part 11: Solubility of flux residues
Part 12: Steel tube corrosion test
Part 13: Determination of flux spattering
Part 14: Assessment of tackiness of flux residues
Part 15: Copper corrosion test
Part 16: Flux efficacy tests, wetting balance method
Part 17: Surface insulation resistance comb test and electrochemical migration test of flux residues
iv © ISO 2002 — All rights reserved
INTERNATIONAL STANDARD ISO 9455-17:2002(E)
Soft soldering fluxes — Test methods —
Part 17:
Surface insulation resistance comb test and electrochemical
migration test of flux residues
1 Scope
This part of ISO 9455 specifies a method of testing for deleterious effects that may arise from flux residues
after soldering or tinning test coupons. The test is applicable to type 1 and type 2 fluxes, as specified in
ISO 9454-1, in solid or liquid form, or in the form of flux-cored solder wire, solder preforms or solder paste
constituted with eutectic or near-eutectic tin/lead (Sn/Pb) solders (ISO 9453:1990, Class E).
NOTE This test method is also applicable to fluxes for use with lead-free solders. However, the soldering
temperatures may be adjusted with agreement between tester and customer.
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.
ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results — Part 2: Basic method
for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method
ISO 9453:1990, Soft solder alloys — Chemical compositions and forms
ISO 12224-1:1997, Solder wire, solid and flux cored — Specification and test methods — Part 1: Classification
and performance requirements
IEC 61249-2-7:2002, Materials for printed boards and other interconnecting structures — Part 2-7: Reinforced
base materials clad and unclad — Epoxide woven E-glass laminated sheet of defined flammability (vertical
burning test), copper-clad
IEC 60068-2-20, Environmental testing — Part 2: Tests — Test T: Soldering
1)
IPC-TM-650 , Test Methods Manual (TM 2.6.3.3 Surface Insulation Resistance, Fluxes) (Test pattern IPC-B-24)
3 Principle
The objective of this test method is to characterize fluxes by determining the degradation of electrical
resistance and the electrochemical migration of rigid printed wiring coupon specimens after exposure to the
specified flux. This test is carried out at high humidity and heat conditions under bias voltage. For fluxes which
may leave undesirable residues and hence require cleaning, the results obtained from the test will depend on
the characteristics of the flux residue, substrate, metallization, and also on the effectiveness of the cleaning
operation.
1) Obtainable from: IPC, 2215 Sanders Road, Northbrook, IL, 60062-6135.
The measurement of surface insulation resistance (SIR) makes use of a printed wiring coupon substrate
having one or more conductive interleaved test patterns. Prior to being subjected to conditioning, the
interleaved test patterns are fluxed, soldered or tinned, and cleaned (when required). The patterns are then
exposed to a controlled environment for a specified time, with an applied voltage. The surface insulation
resistance is measured using insulation test apparatus, at a suitable test voltage while the test coupons are in
the controlled environment.
4 Reagents
In the test use only reagents of recognized analytical grade or higher and only distilled, or deionized water,
.
with a conductivity of less than 0,5 µS/cm (resistivity W 2 MA cm).
4.1 Propan-2-ol, (CH ) CHOH or other suitable solvent.
3 2
4.2 Cleaning solvent (where required), recommended by the flux manufacturer as suitable for the removal
of post soldering flux residues, or propan-2-ol.
5 Apparatus
Equipment shall be capable of demonstrating repeatability in accordance with the gauge r and R methodology
specified in ISO 5725-2.
5.1 Low profile container, e.g. a Petri dish or a watch glass.
5.2 Drying oven, suitable for use at up to 120 °C ± 3 °C.
5.3 Insulated wire or cable, tin coated single copper conductor, 1 000 V general purpose wire,
temperature rated to 150 °C; primary insulation of radiation-crosslinked, extruded polyalkene; primary jacket of
radiation-crosslinked, extruded polyvinylidene fluoride; configuration suitable for equipment in use.
5.4 Connector, 64-position, glass filled polyester body with the following properties:
1,27 mm × 10,67 mm (0,05 in × 0,42 in) on 2,54 mm (0,10 in) centres;
32 tabs, gold plated over nickel plate over copper;
0,762 µm (0,000 03 in) gold plated post/pin mating end;
bifurcated beam contacts;
for coupon thickness of 1,40 mm to 1,78 mm (0,055 in to 0,070 in);
capable of withstanding temperatures up to 105 °C.
5.5 Test coupon, conforming to IPC B-24, specified in IPC-TM-650 (see Figure 1). It shall be single sided
copper clad epoxide woven glass fabric laminate conforming to IEC 61249-2-7 with nominal thickness of
1,5 mm, clad copper foil with a nominal thickness of 18 µm. The final finish of the circuit conductors shall be
bare copper (without preservative). This test substrate is referred to as the “test coupon” comprising four (4)
“test patterns”. The dimensions of the test coupon shall be 101,6 mm × 114,4 mm (4,0 in × 4,5 in). The
connections of the test coupon (connectors with gold-to-gold mechanical contacts) shall be:
32 tabs, gold plated over nickel plate over copper;
1,27 mm × 10,67 mm (0,05 in × 0,42 in) on 2,54 mm (0,10 in) centres
2 © ISO 2002 — All rights reserved
The test pattern shall be:
0,4 mm (0,016 in) width
0,5 mm (0,020 in) spacing
15,25 mm (0,6 in) overlap
34 overlapping spaces
1 040 squares (nominal)
NOTE Spaces are determined by counting the number of overlapping areas per pattern. Squares are determined by
the following formula:
length of overlap × number of spaces
≈ 1040 squares
spacing width
Figure 1 — Resistor verification coupon
(Reproduced with permission)
5.6 Soldering equipment.
5.6.1 Flux-cored solder wire, conforming to S-Sn60Pb40E/1.1.1 or S-Sn63Pb37E/1.1.1 of
ISO 12224-1:1997.
NOTE This wire consists of 60/40 or 63/37 tin/lead solder wire with a core of non-activated rosin (colophony) flux
(classification 1.1.1, non-activated of ISO 9454-1:1990).
5.6.2 Wave solder system, comprising a wave soldering machine where the solder in the bath shall
conform to grade S-Sn63Pb37E of ISO 9453:1990. The set point temperature shall be maintained to ± 5 °C.
5.6.3 Static bath, containing solder to a depth of not less than 40 mm, conforming to grade S-Sn63Pb37E
of ISO 9453:1990. The set point temperature shall be maintained to ± 5 °C.
5.6.4 Reflow oven, with controllable temperature profiling.
5.6.5 Soldering iron.
5.7 Humidity chamber, capable of maintaining environments up to 90 °C with temperature control of
± 2 °C and relative humidity (RH) up to 95 % with control of ± 3 % at a specific RH set point when loaded with
test coupons. The chamber shall be constructed with stainless steel inner surfaces and be well insulated.
Some solid state sensors cannot tolerate high temperature and humidity. The temperature and humidity levels
of the test chamber shall be recorded throughout the test, preferably with independent control sensors.
NOTE If used, independent temperature and humidity sensors should be located in close proximity to the test
coupons. Conformance with these conditions will ensure that uniform test conditions can be maintained while the chamber
is under test load.
5.8 High resistance measurement system, capable of measuring surface insulation resistance (SIR) in
6 12
the range of at least 10 Ω to 10 Ω and with a test and bias voltage supply capable of providing a variable
voltage from 10 V to 100 V dc (± 2 %) with a 1 MΩ load. The sample selection system shall be capable of
individually selecting each test pattern under measurement. The system shall incorporate a 1 MΩ current
limiting resistor in each current pathway. The tolerance of the total measurement system shall be ± 5 % up to
10 10 11 11
10 Ω ± 10 % between 10 Ω to 10 Ω, and ± 20 % above 10 Ω.
6 8
5.9 Resistor verification coupon, with the same dimensions as the test coupon with one each 10 , 10 ,
10 12
10 and 10 Ω resistors in specific current pathways as shown on Figure 2. It shall have a protective metal
(stainless steel) cover attached with stainless hardware to the grounded mounting holes on the coupon to
protect the resistors from contamination or damage during handling (see Figure 3).
4 © ISO 2002 — All rights reserved
a
Test coupon tab connectors
Figure 2 — Resistor verification coupon
Figure 3 — Resistor verification board with protective cover
5.10 Soft bristle brush.
5.11 Scapel, doctor blade or equivalent.
5.12 Analytical balance, capable of measuring to an accuracy of 0,000 1 g.
5.13 Test coupon fixing device, capable of uniformly spacing coupons (minimum of 15 mm), parallel to air
flow with the connector (if present), in accordance with Figure 4.
5.14 Soxhlet extraction apparatus.
a
Air flow
Figure 4 — IPC-B-24 test coupon location with respect to chamber air flow
6 Inspection of test coupons
6.1 Surface plating
6.1.1 Slivering (thin metal overhang on etch runs)
There shall be no slivering on test coupons since the slivers are prone to breaking off with the associated
possibility of creating electrical short circuits during SIR testing.
NOTE Slivering is a condition associated with surface plating or etching.
6 © ISO 2002 — All rights reserved
6.1.2 Plating nodules
Plating nodules on the edges of etch runs shall be kept to a minimum and in no case shall nodules violate
minimum conductor design electrical spacing requirements. Nodules, if present, shall not be loose and flake
on to the laminate substrate.
6.1.3 Plating pits
All conductors and plated-through lands shall be free of plating pits.
Gold plated card edge connector pads shall be free of plating pits that expose copper or nickel.
6.2 Surface laminate
Measles or crazing of the bare printed coupon, if present, shall not exceed 1 % of the coupon area. There
shall be no more than 25 % reduction in space between electrically uncommon conductors due to measling or
crazing. A separate determination shall be made for each side of the coupon.
NOTE 1 The area of measling or crazing is determined by combining the area of each measle or craze and dividing by
the total area of the printed coupon.
NOTE 2 The referee test (destructive) to determine propagation of measling or crazing is to pre-condition the test
coupon and then solder-float the specimen on a solder bath at a temperature of (260 ± 5) °C (500 ± 10) °F for a period of
5 s.
Total measling or crazing of the assembled test coupon shall not exceed 2 % of the test coupon area. There
shall be no more than a 50 % reduction in the space between electrically uncommon conductors.
NOTE 3 The area of measling or crazing is determined by combining the area of each measle or craze and dividing by
the total area of the printed coupon. A separate determination is made for each side of the coupon.
Conductor edges, if not smooth and even, shall be within design tolerances.
7 Sample preparation
7.1 Preparation of the flux test solution
7.1.1 Liquid flux samples
Use liquid flux samples, as received (i.e. unmodified), as the flux test solution.
7.1.2 Solid flux samples
Prepare a solution of the solid flux sample in accordance with the flux manufacturer's instructions.
7.1.3 Flux cored solder wire or preform samples
If a sample of the flux used in the cored solder wire or preform is not available from the flux manufacturer,
then use the following method to prepare samples.
Cut a length of the flux cored solder wire or preform, weighing approximately 150 g and seal the ends by
crimping. Wipe the surface clean with a cloth moistened with propan-2-ol (4.1). Place the sample in a beaker,
add sufficient water to cover the sample, and boil for 5 min to 6 min. Remove the sample, rinse it with propan-
2-ol and allow to dry.
Protecting the solder surface from contamination, cut the sample into 3 mm to 5 mm lengths, using a scalpel
(5.11) and avoid crimping the cut ends. Weigh and place the cut segments into the extraction tube of a clean
Soxhlet extraction apparatus (5.14) and extract the flux with propan-2-ol, or other suitable solvent (4.2), until
the return condensate is clear. Calculate the approximate non-volatile matter content of the extract from the
loss in mass of the segments and the volume of the extract.
To produce the flux test solution, adjust the non-volatile matter content of the extract to 25 % by mass, by
evaporation or by dilution with the solvent used during the extraction stage.
7.1.4 Solder paste samples
Use solder paste samples, as received (i.e. unmodified), as the solder paste test material.
7.1.5 Paste flux samples
Use paste flux samples, as received (i.e. unmodified), as the paste flux test material.
7.2 Preparation of the test coupons
7.2.1 Sample identification
Following inspection, in accordance with Clause 6, mark test coupons using a positive, permanent and non-
contaminating method, e.g. with an engraving tool, so that they can be identified.
7.2.2 Test coupons
The preparation and number of test coupons shall be in accordance with Table 1, and is dependent on the
sample group. Include a minimum of two control coupons for each test run in each test chamber.
Each test coupon shall comprise four test patterns with the following dimensions.
Width: 0,4 mm (0,016 in);
Overlap: 15,25 mm (0,6 in);
34 overlapping spaces;
1 040 squares (nominal).
Spaces shall be determined by counting the number of overlapping areas per pattern. Squares shall be
determined by the following equation:
length of overlap × number of spaces
≈ 1040 squares
spacing width
For Group A prepare a minimum of 12 test patterns for each liquid flux, paste flux, solid flux, flux cored solder
wire and flux cored preform to be tested in the cleaned state. If more than 12 test patterns are used, report all
results.
When testing fluxes which are intended to remain in the uncleaned state use 24 test patterns. Wave solder
12 uncleaned test patterns, pattern side down (Group B of Table 1) and 12 test patterns, pattern side up
(Group C of Table 1).
Reflow solder paste coupons pattern side up and either clean (Group D of Table 1) or not (Group E of
Table 1), depending on the intended usage of the flux.
Pre-clean Group F coupons (see 7.2.3) but neither flux, solder or post-solder clean.
NOTE Preconditioning of SIR test coupons (see 8.1.2) may be used to determine initial coupon cleanliness levels.
8 © ISO 2002 — All rights reserved
Table 1 — Minimum number of patterns for SIR test
Sample group Flux/solder Clean Number of test patterns
A Yes Yes 12
B Yes No 12
C Yes No 12
D Yes Yes 12
E Yes No 12
F No No 8
A = Pattern down/clean
B = Pattern down/no clean
C = Pattern up/no clean
D = Solder paste/reflow/clean
E = Solder paste/reflow/no clean
F = Control (pre-cleaned, unprocessed)
7.2.3 Test coupon pre-cleaning
Pre-clean the test coupons using one of the following methods.
a) Gently brush under deionized water using a soft brush (5.10), for 30 s. Rinse the coupons in the
deionized water and then in p
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 9455-17
Première édition
2002-12-15
Flux de brasage tendre — Méthodes
d'essai —
Partie 17:
Essai au peigne et essai de migration
électrochimique de résistance
d'isolement de surface des résidus de
flux
Soft soldering fluxes — Test methods —
Part 17: Surface insulation resistance comb test and electrochemical
migration test of flux residues
Numéro de référence
©
ISO 2002
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Publié en Suisse
ii © ISO 2002 — Tous droits réservés
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Principe . 2
4 Réactifs . 2
5 Appareillage. 2
6 Contrôle des coupons d'essai . 6
7 Préparation des échantillons. 7
8 Mode opératoire . 9
9 Évaluation . 14
10 Précision . 14
11 Rapport d'essai . 15
Annexe A (informative) Lignes directrices sur l'essai de RIS. 16
Annexe B (informative) Essai au peigne et essai de migration électrochimique de résistance
d'isolement de surface des résidus de flux — Rapport d'essai de qualification . 18
Bibliographie . 21
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 9455-17 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 44, Soudage et techniques connexes,
sous-comité SC 12, Produits d'apport pour brasage tendre et brasage fort.
L'ISO 9455 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Flux de brasage tendre —
Méthodes d'essai:
Partie 1: Dosage des matières non volatiles par gravimétrie
Partie 2: Dosage des matières non volatiles par ébulliométrie
Partie 3: Détermination de l'indice d'acide par des méthodes de titrage potentiométrique et visuel
Partie 5: Essai au miroir de cuivre
Partie 6: Dosage et détection des halogénures (à l'exception des fluorures)
Partie 8: Dosage du zinc
Partie 9: Dosage de l'ammoniac
Partie 10: Essais d'efficacité du flux, méthode d'étalement
Partie 11: Solubilité des résidus de flux
Partie 12: Essai de corrosion des tubes d'acier
Partie 13: Détermination des projections de flux
Partie 14: Détermination du pouvoir collant des résidus de flux
Partie 15: Essai de corrosion du cuivre
iv © ISO 2002 — Tous droits réservés
Partie 16: Essais d'efficacité des flux, méthode à la balance de mouillage
Partie 17: Essai au peigne et essai de migration électrochimique de résistance d'isolement de surface
des résidus de flux
NORME INTERNATIONALE ISO 9455-17:2002(F)
Flux de brasage tendre — Méthodes d'essai —
Partie 17:
Essai au peigne et essai de migration électrochimique de
résistance d'isolement de surface des résidus de flux
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 9455 spécifie une méthode d'essai relative aux éventuels effets néfastes des
résidus de flux après brasage tendre ou étamage de coupons d'essai. L'essai est applicable aux flux de type 1
et de type 2, tels que spécifiés dans l'ISO 9454-1, sous forme solide ou liquide, ou sous forme de fil d'apport à
flux incorporé, de préformes ou de crème à braser constitués de métal d'apport étain/plomb (Sn/Pb)
eutectique ou quasi eutectique (ISO 9453:1990, Classe E).
NOTE Cette méthode d'essai est également applicable aux flux à utiliser avec des métaux d'apport de brasage
tendre sans plomb. Toutefois, les températures de brasage peuvent être convenues entre le responsable de l'essai et le
client.
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).
ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidélité) des résultats et méthodes de mesure — Partie 2: Méthode de
base pour la détermination de la répétabilité et de la reproductibilité d'une méthode de mesure normalisée
ISO 9453:1990, Alliages de brasage tendre — Composition chimique et formes
ISO 12224-1:1997, Fils d'apport de brasage, pleins et à flux incorporé — Spécifications et méthodes
d'essai — Partie 1: Classification et exigences de performance
CEI 61249-2-7:2002, Matériaux pour circuits imprimés et autres structures d'interconnexion — Partie 2-7:
Matériaux de base renforcés, plaqués et non plaqués — Feuille stratifiée tissée de verre E avec de la résine
époxyde, d'inflammabilité définie (essai de combustion verticale), plaquée cuivre
CEI 60068-2-20, Essais d'environnement — Partie 2: Essais — Essai T: Soudure
1)
IPC-TM-650 , Manuel de méthodes d'essai (TM 2.6.3.3 résistance d'isolement de surface, flux) (Mire IPC-B-24)
1) Disponible auprès d'IPC, 2215 Sanders Road, Northbrook, IL, 60062-6135.
3 Principe
L'objet de cette méthode d'essai est de caractériser les flux en déterminant la dégradation de la résistance
électrique et la migration électrochimique d'éprouvettes de coupons de circuits imprimés rigides après
exposition au flux spécifié. Cet essai est effectué dans des conditions de forte humidité et de température
élevée, sous une tension de polarisation. Pour les flux qui peuvent laisser des résidus indésirables et qui
nécessitent donc un nettoyage, les résultats de l'essai dépendent des caractéristiques des résidus de flux, du
substrat, de la métallisation, et également de l'efficacité du nettoyage.
Le mesurage de la résistance d'isolement de surface (RIS) implique l'utilisation de substrats de coupons de
circuits imprimés, ayant une ou plusieurs mires interdigitées conductrices. Avant d'être conditionnées, les
mires interdigitées sont revêtues de flux, brasées ou étamées, et nettoyées (si exigé). Les mires sont ensuite
exposées à un environnement contrôlé pendant une durée spécifiée, et soumises à une tension électrique. La
résistance d'isolement de surface (RIS) est mesurée avec un appareil d'essai d'isolement, à une tension
d'essai adéquate, pendant que les coupons d'essai sont dans un environnement contrôlé.
4 Réactifs
Pour l'essai, utiliser seulement des réactifs de qualité analytique reconnue, ou d'une qualité supérieure, et
seulement de l'eau distillée ou déionisée, avec une conductivité de moins de 0,5 µS/cm
.
(résistivité W 2 MA cm).
4.1 Propanol-2, (CH ) CHOH ou autre solvant adéquat.
3 2
4.2 Solvant de nettoyage (si exigé), tel que recommandé par le fabricant de flux pour éliminer les résidus
de flux qui subsistent après le brasage tendre, ou propanol-2.
5 Appareillage
L'équipement doit être capable de démontrer sa répétabilité conformément à la méthodologie de référence de
la répétabilité et de la reproductibilité spécifiée dans l'ISO 5725-2.
5.1 Récipient plat, par exemple une boîte de Petri ou un verre de montre.
5.2 Étuve, convenant à une utilisation jusqu'à 120 °C ± 3 °C.
5.3 Fil ou câble isolé, conducteur unique en cuivre étamé, fil pour usage général sous 1 000 V, classé
pour des températures jusqu'à 150 °C; isolation primaire de polyoléfine extrudée, réticulée par rayonnement;
enveloppe primaire de polyfluorure de vinylidène extrudé, réticulée par rayonnement; configuration appropriée
pour le matériel utilisé.
5.4 Connecteur, à 64 positions, corps en polyester rempli de verre, ayant les propriétés suivantes:
1,27 mm × 10,67 mm (0,05 in × 0,42 in) sur des centres de 2,54 mm (0,10 in);
32 barrettes, dorées sur nickelage sur cuivre;
extrémité de contact borne/patte dorée, de 0,762 µm (0,000 03 in);
contacts à fourche;
pour une épaisseur de coupon de 1,40 mm à 1,78 mm (0,055 in à 0,070 in);
capable de supporter des températures jusqu'à 105 °C.
2 © ISO 2002 — Tous droits réservés
5.5 Coupon d'essai, conforme à l'IPC B-24, spécifié dans l'IPC-TM-650 (voir Figure 1). Il doit être
constitué de stratifié en tissu de verre et époxyde, cuivré simple face, conformément à la CEI 61249-2-7,
d'une épaisseur nominale de 1,5 mm, feuille de cuivre plaquée, d'une épaisseur nominale de 18 µm. La
finition des conducteurs du circuit doit correspondre à du cuivre nu (sans revêtement préservateur). Ce
substrat d'essai est désigné «coupon d'essai» et comporte quatre (4) «mires». Les dimensions du coupon
d'essai doivent être de 100,6 mm × 114,4 mm (4,0 in × 4,5 in). Les connexions du coupon d'essai
(connecteurs avec contacts mécaniques or sur or) doivent être:
32 barrettes, dorées sur nickelage sur cuivre;
1,27 mm × 10,67 mm (0,05 in × 0,42 in) sur des centres de 2,54 mm (0,10 in).
La mire doit avoir les caractéristiques suivantes:
largeur de 0,4 mm (0,016 in)
espacement de 0,5 mm (0,020 in)
recouvrement de 15,25 mm (0,6 in)
34 espaces de recouvrement
1 040 carrés (valeur nominale)
NOTE Les espaces sont déterminés en comptant le nombre de zones de recouvrement par mire. Les carrés sont
déterminés par la formule:
longueur de recouvrement × nombre d'espaces
≈ 1040 carrés
largeur d'espacement
Figure 1 — Coupon de vérification d'une résistance
(Reproduction autorisée)
5.6 Matériel de brasage tendre
5.6.1 Fil d'apport de brasage tendre à flux incorporé, de nuance S-Sn60Pb40E/1.1.1 ou
S-Sn63Pb37E/1.1.1 de l'ISO 12224-1:1997.
NOTE Ce fil d'apport est un fil en alliage étain/plomb 60/40 ou 63/37 contenant un flux en résine non activée
(colophane) (ISO 9454-1:1990, classification 1.1.1, non activé).
5.6.2 Système de brasage tendre à la vague, comportant une machine de brasage tendre à la vague où
le métal d'apport dans le bain doit être conforme à l'ISO 9453:1990, nuance S-Sn63Pb37E. La température
de consigne doit être maintenue à ± 5 °C.
5.6.3 Bain statique, contenant le métal d'apport jusqu'à une profondeur d'au moins 40 mm, de nuance
S-Sn63Pb37E conformément à l'ISO 9453:1990. La température de consigne doit être maintenue à ± 5 °C.
5.6.4 Four de brasage avec refusion, à température contrôlée.
5.6.5 Fer à souder.
5.7 Enceinte à humidité contrôlée, capable de maintenir des atmosphères jusqu'à 90 °C avec maîtrise de
la température à ± 2 °C et une humidité relative jusqu'à 95 % avec maîtrise à ± 3 % à une valeur de consigne
d'humidité relative (HR) spécifique lorsque l'enceinte contient les coupons d'essai. L'enceinte doit comporter
des parois intérieures en acier inoxydable et doit être bien isolée. Certains capteurs à solide ne peuvent pas
supporter les températures élevées et une forte humidité. Les niveaux de température et d'humidité de
l'enceinte d'essai doivent être enregistrés tout au long de l'essai, de préférence avec des capteurs de
régulation indépendants.
NOTE Si des capteurs indépendants sont utilisés pour la température et l'humidité, il convient qu'ils soient situés à
proximité immédiate des coupons d'essai. Le respect de ces dispositions garantit que des conditions d'essai uniformes
peuvent être maintenues pendant que l'enceinte est soumise à l'essai.
5.8 Système de mesurage des résistances élevées, capable de mesurer la résistance d'isolement de
6 12
surface (RIS) dans une gamme comprise au moins entre 10 Ω et 10 Ω et avec une alimentation en tension
d'essai et en tension de polarisation fournissant une tension variable comprise entre 10 V et 100 V en courant
continu (± 2 %) avec une charge de 1 MΩ. Le système de sélection des échantillons doit permettre de
sélectionner individuellement chaque mire à mesurer. Le système doit comporter une résistance de limitation
de courant de 1 MΩ dans chaque trajet du courant. La tolérance de tout le système de mesurage doit être de
10 10 11 11
± 5 % jusqu'à 10 Ω, de ± 10 % entre 10 Ω et 10 Ω, et de ± 20 % au-delà de 10 Ω.
5.9 Coupon de vérification de résistances, ayant les mêmes dimensions que le coupon d'essai
6 8 10 12
comportant chacune des résistances suivantes: 10 Ω, 10 Ω, 10 Ω et 10 Ω, dans les trajets de courant
spécifiques conformément à la Figure 2. Il doit comporter un couvercle de protection métallique (acier
inoxydable) fixé à l'aide d'une attache inoxydable aux trous de montage reliés à la masse sur le coupon pour
protéger les résistances contre la contamination ou l'endommagement pendant les manipulations (voir
Figure 3).
4 © ISO 2002 — Tous droits réservés
a
Connecteurs de barrette du coupon d'essai
Figure 2 — Coupon de vérification d'une résistance
Figure 3 — Carte de vérification d'une résistance, avec son couvercle de protection
5.10 Brosse souple en soie.
5.11 Scalpel ou équivalent.
5.12 Balance de précision, capable de mesurer avec une exactitude de 0,000 1 g.
5.13 Montage pour le coupon d'essai, capable d'espacer uniformément les coupons (de 15 mm min.),
parallèlement au flux d'air, avec éventuellement le connecteur, conformément à la Figure 4.
5.14 Tube extracteur de Soxhlet.
a
Flux d'air
Figure 4 — Emplacement du coupon d'essai IPC-B-24 par rapport au flux d'air de l'enceinte
6 Contrôle des coupons d'essai
6.1 Placage de la surface
6.1.1 Écaillage (protubérances métalliques minces sur les passes d'attaque)
Les coupons d'essai ne doivent pas comporter d'écaillage car les écailles ont tendance à se détacher et à
provoquer des courts-circuits électriques pendant l'essai de RIS.
NOTE L'écaillage est un phénomène associé au placage de la surface ou à l'attaque.
6.1.2 Nodules de placage
Les nodules de placage présents sur les bords des passes d'attaque doivent être réduits au strict minimum et
ils ne doivent en aucun cas être contraires aux exigences relatives à la valeur minimale théorique
d'espacement électrique des conducteurs. Si des nodules sont présents, ils ne doivent pas se détacher ni
former des écailles sur le substrat en stratifié.
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6.1.3 Piqûres de placage
Tous les conducteurs ainsi que les plages de connexion métallisées doivent être exempts de piqûres de
placage.
Les plages de connexion dorées des connecteurs de cartes enfichables doivent être exemptes de piqûres de
placage mettant à nu le cuivre ou le nickel.
6.2 Stratifié superficiel
Si les coupons imprimés nus comportent des boursouflures ou des craquelures, celles-ci ne doivent pas
excéder 1 % de l'aire du coupon. Il ne doit pas y avoir plus de 25 % de réduction de l'espace entre des
conducteurs électriquement indépendants due à des boursouflures ou à des craquelures. Une détermination
individuelle doit être faite pour chaque face du coupon.
NOTE 1 L'aire totale des boursouflures ou des craquelures est déterminée en additionnant les aires de toutes les
boursouflures ou de toutes les craquelures et en divisant cette somme par l'aire totale du coupon imprimé.
NOTE 2 L'essai d'arbitrage (essai destructif) pour déterminer la propagation des boursouflures ou des craquelures
consiste à préconditionner le coupon d'essai et à laisser l'éprouvette flotter sur le bain de métal d'apport à une
température de 260 °C ± 5 °C (500 °F ± 10 °F) pendant une période de 5 s.
Le total des boursouflures ou des craquelures du coupon d'essai assemblé ne doit pas dépasser 2 % de l'aire
du coupon d'essai. Il ne doit pas y avoir plus de 50 % de réduction de l'espace entre des conducteurs
électriquement indépendants.
NOTE 3 L'aire totale des boursouflures ou des craquelures est déterminée en additionnant les aires de toutes les
boursouflures ou de toutes les craquelures et en divisant cette somme par l'aire totale du coupon imprimé. Une
détermination individuelle est faite pour chaque face du coupon.
Les bords du conducteur, s'ils ne sont pas lisses et réguliers, doivent se situer dans les tolérances de
conception.
7 Préparation des échantillons
7.1 Préparation de la solution d'essai du flux
7.1.1 Échantillons de flux liquide
Utiliser des échantillons de flux liquide, à l'état brut de livraison (c'est-à-dire non modifié), pour la solution
d'essai du flux.
7.1.2 Échantillons de flux solide
Préparer une solution de l'échantillon de flux solide conformément aux instructions du fabricant du flux.
7.1.3 Échantillons de fil ou de préforme à flux incorporé
Si un échantillon du flux utilisé dans le fil d'apport à flux incorporé ou dans la préforme en provenance du
fabricant du flux n'est pas disponible, utiliser alors la méthode suivante pour préparer les échantillons.
Découper une portion de fil ou de préforme à flux incorporé d'environ 150 g et fermer les extrémités par
sertissage. Essuyer la surface avec un chiffon humecté de propanol-2 (4.1). Placer l'échantillon dans un
becher, ajouter suffisamment d'eau pour recouvrir l'échantillon et porter à ébullition pendant 5 min à 6 min.
Retirer l'échantillon, le rincer avec du propanol-2 et le laisser sécher.
Tout en protégeant la surface du métal d'apport contre la contamination, découper l'échantillon en portions de
3 mm à 5 mm, en utilisant un scalpel (5.11) et en évitant de sertir les extrémités découpées. Peser et placer
les portions découpées dans le tube extracteur d'un Soxhlet propre (5.14) et extraire le flux avec du
propanol-2 ou un autre solvant adéquat (4.2), jusqu'à ce que le condensat recirculé soit limpide. Calculer la
teneur approximative en matières non volatiles de l'extrait d'après la perte de masse des portions découpées
et le volume de l'extrait.
Pour produire la solution d'essai du flux, ajuster à 25 % en masse la teneur en matières non volatiles de
l'extrait, par évaporation ou par dilution avec le solvant utilisé pendant la phase d'extraction.
7.1.4 Échantillons de crème à braser
Utiliser des échantillons de crème à braser, à l'état brut de livraison (c'est-à-dire non modifiés), comme
matériau d'essai de la crème à braser.
7.1.5 Échantillons de flux sous forme de crème
Utiliser des échantillons de flux sous forme de crème, à l'état brut de livraison (c'est-à-dire non modifié)
comme matériau d'essai du flux sous forme de crème.
7.2 Préparation des coupons d'essai
7.2.1 Identification des échantillons
Après le contrôle conformément à l'Article 6, marquer les coupons d'essai en utilisant une méthode positive,
indélébile et sans contamination, par exemple avec un outil à graver, afin qu'ils puissent être identifiés.
7.2.2 Coupons d'essai
La préparation et le nombre des coupons d'essai doivent être conformes aux indications du Tableau 1, et
dépendent du groupe d'échantillons. Prévoir au minimum deux coupons témoins pour chaque série d'essais
dans chaque enceinte d'essai.
Chaque coupon d'essai doit comporter quatre mires ayant les dimensions suivantes:
Largeur: 0,4 mm (0,016 in);
Recouvrement: 15,25 mm (0,6 in);
34 espaces de recouvrement;
1 040 carrés (valeur nominale).
Les espaces doivent être déterminés en comptant le nombre de zones à recouvrement par mire. Les carrés
doivent être déterminés par l'équation suivante:
longueur de recouvrement × nombre d'espaces
≈ 1040 carrés
largeur d'espacement
Pour le Groupe A, préparer un minimum de 12 mires pour chaque flux liquide, chaque flux sous forme de
crème, chaque flux solide, chaque fil ou chaque préforme à flux incorporé soumis à l'essai, après nettoyage.
Si plus de 12 mires sont utilisées, indiquer tous les résultats dans le rapport d'essai.
Lorsque l'essai porte sur des flux destinés à ne pas être nettoyés, utiliser 24 mires. Braser à la vague
12 mires non nettoyées, la face comportant la mire étant orientée vers le bas (Groupe B du Tableau 1) et
12 mires, la face comportant la mire étant orientée vers le haut (Groupe C du Tableau 1).
Refondre les coupons de crème à braser, la face comportant la mire étant orientée vers le haut et nettoyer
(Groupe D du Tableau 1) ou non (Groupe E du Tableau 1), selon l'utilisation prévue pour le flux.
8 © ISO 2002 — Tous droits réservés
Prénettoyer les coupons du Groupe F (7.2.3) sans les revêtir de flux, les braser ou les nettoyer après brasage.
NOTE Le préconditionnement des coupons d'essai de RIS (8.1.2) peut être utilisé pour déterminer les niveaux de
propreté initiale des coupons.
Tableau 1 — Nombre minimum de mires pour l'essai de RIS
Groupe d'échantillons Flux/métal d'apport Nettoyage Nombre de mires
A Oui Oui 12
B Oui Non 12
C Oui Non 12
D Oui Oui 12
E Oui Non 12
F Non Non 8
A = Mire vers le bas/nettoyage
B = Mire vers le bas/pas de nettoyage
C = Mire vers le haut/pas de nettoyage
D = Crème à braser/refusion/nettoyage
E = Crème à braser/refusion/pas de nettoyage
F = Échantillon témoin (prénettoyé, non traité)
7.2.3 Prénettoyage des coupons d'essai
Prénettoyer les coupons d'essai en utilisant l'une des méthodes suivantes:
a) Brosser doucement sous de l'eau déionisée, en utilisant une brosse douce (5.10), pendant 30 s. Rincer
les coupons dans l'eau déionisée, puis dans le propanol-2 (4.2) et sécher à l'air.
b) Placer les coupons d'essai dans un appareil d'essai de contamination ionique contenant l'une des
solutions d'essai suivantes:
1) solution contenant, en fraction volumique, 75 % de propanol-2, 25 % d'eau déionisée; ou
2) solution contenant, en fraction volumique, 50 % de propanol-2, 50 % d'eau déionisée.
Poursuivre le prénettoyage jusqu'à ce que le résidu ionique soit inférieur à 0,1 µg/cm d'équivalent NaCl.
8 Mode opératoire
8.1 Méthodes pour connecter les coupons d'essai
8.1.1 Configuration du circuit de la carte
8.1.1.1 Méthode de connexion
Connecter les coupons d'essai conformément à la Figure 5 soit par câblage selon 8.1.1.2, soit à l'aide de
connecteurs selon 8.1.1.3.
NOTE Voir A.7 pour des détails concernant les avanta
...
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