Национальный стандарт РФ ГОСТ Р МЭК 61191-3-2019 "Печатные узлы. Часть 3. Монтаж в сквозные отверстия. Технические требования" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2019 г. N 798-ст)

Printed board assemblies. Part 3. Technical requirements. Through-hole mount soldered assemblies

ОКС 31.240

Дата введения - 1 июня 2020 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Федеральным государственным унитарным предприятием "Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации и сертификации в машиностроении" (ВНИИНМАШ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 420 "Базовые несущие конструкции, печатные платы, сборка и монтаж электронных модулей"

3 Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 сентября 2019 г. N 798-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 61191-3:2017 "Печатные узлы. Часть 3. Технические требования. Монтаж в сквозные отверстия" (IEC 61191-3:2017 "Printed board assemblies - Part 3: Sectional specification - Requirements for through-hole mount soldered assemblies", IDT).

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к паяным соединениям выводов компонентов в отверстия. Требования распространяются на печатные узлы, которые полностью содержат компоненты с выводами и устанавливаются в отверстия, собираются по технологии пайки в сквозные отверстия или на печатные узлы, содержащие области с пайкой выводов в отверстия, а также области, собираемые другими сопутствующими технологиями (например, поверхностный монтаж, сборки кристаллов, монтаж контактов и т.д.).

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения).

IEC 60194, Printed board design, manufacture and assembly - Terms and definitions (Платы печатные. Конструкция, изготовление и сборка. Термины и определения)

IEC 61191-1:2013, Printed board assemblies Part 1: Surface mount and related assembly technologies. General technical requirements. (Печатные узлы. Часть 1. Поверхностный монтаж и связанные с ним технологии. Общие технические требования)

IPC-A-610, Acceptability of Electronic Assemblies (Электронные сборки. Соответствие требованиям)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по МЭК 60194, а также следующий термин с соответствующим определением:

технологии, использующие монтаж через сквозное отверстие; ТНТ: Технологии, которые осуществляют электрическое соединение компонентов в схеме соединений путем использования плакированных или не плакированных отверстий в монтажной подложке.

4 Общие требования

Требования МЭК 61191-1 являются обязательной частью этой спецификации. Качество изготовления должно соответствовать требованиям IPC-A-610 в соответствии с требованиями классификации данного документа.

5 Монтаж компонентов через сквозное отверстие

5.1 Общие положения

Настоящий раздел устанавливает требования к монтажу компонентов с выводами, вставленными в сквозные отверстия и запаянными с применением автоматических и/или ручных технологий.

5.2 Точность установки

Точность установки выводов компонентов, вставленных либо ручным, либо автоматическим методом, должна быть достаточной для обеспечения гарантии того, что компонент правильным образом позиционирован после пайки. Если у производителя отсутствуют соответствующие элементы управления, обеспечивающие соответствие данному требованию и указаниям, приведенным в приложении А, то детальные требования приложения А являются обязательными.

5.3 Требования к компонентам для пайки в отверстия

5.3.1 Предварительная формовка выводов

Перед сборкой или установкой выводы компонентов или деталей должны предварительно формоваться в заданную форму, кроме окончательного загиба или удерживающего изгиба вывода.

5.3.2 Укорачивание выводов

Если необходимо обрезать излишки выводов, то основные руководства по эксплуатации должны определять режущие приспособления, которые не повреждают внутренние соединения компонента.

5.3.3 Требования к формовке выводов

Выводы должны формоваться таким образом, чтобы не повреждать или не ухудшать место заделки вывода в корпусе. Выводы должны быть загнуты, по меньшей мере, на один диаметр или толщину вывода, но не меньше чем на 0,8 мм от корпуса или от границы оплавления вывода до начала радиуса изгиба (см. рисунок 1).

а) Изгиб обычного вывода	b) Изгиб сварного вывода

Примечание - Расстояние между выводами для установленных компонентов с обычной формой выводов равно: 7,6 мм - минимальное и 33 мм - максимальное.

Диаметр или толщина D вывода, мм	Минимальный радиус R изгиба
Менее 0,8	1 D
От 0,8 до 1,2 включ.	1,5 D
Более 1,2	2 D

Рисунок 1 - Изгибы вывода

5.3.4 Требования к амортизирующему профилю

Выводы компонента должны формоваться таким способом, чтобы пластичность вывода не ограничивалась при воздействии естественного напряжения материала вывода. Допускаются специальные формы вывода, повышающие способность снимать напряжение.

5.3.5 Требования к концам выводов

Для обеспечения удержания элемента во время операций пайки концы выводов в металлизированных отверстиях печатных плат должны иметь одну из следующих конфигураций: полностью загнутый, частично загнутый или прямой конец вывода, как задано на сборочном чертеже. В случае, если в чертеже не задаются требования к концам выводов, изготовитель должен удовлетворять следующие требования соответствующим образом.

5.3.5.1 Общие положения

Для того чтобы обеспечить сохранение деталей в процессе пайки, концы выводов в сквозных отверстиях печатной платы должны быть одна в одной из следующих конфигураций: полный упор, частичный упор, или прямое окончание проводника, как указано на сборочном чертеже. В том случае, если ничего не указано, то изготовитель должен руководствоваться требованиями 5.3.5.2-5.3.5.10 в зависимости от обстоятельств.

5.3.5.2 Полностью загнутый конец вывода

Выводы компонентов и прочие проводники, заделываемые прямо на контактную площадку печатной платы, должны ложиться по плате минимум на половину самого большого размера контактной площадки (например, диаметра, если контактная площадка круглая). Конец вывода не следует выводить за край контактной площадки. Однако, если имеет место выступание вывода, оно не должно нарушать требования к минимальному электрическому зазору. Выводы из сплава 42 или сопоставимых железосодержащих сплавов не должны загибаться полностью.

Примечание - Состав сплава 42: Fe-Ni 41-Мп 0,8-Со 0,5.

5.3.5.3 Ориентация загнутых выводов

При ручном изгибе загнутую часть провода или вывода не следует направлять по печатному проводнику, соединенному с контактной площадкой. Выводы на противоположных краях или сторонах компонента следует направлять в противоположных направлениях. При автоматическом изгибе ориентация загиба относительно любого проводника является произвольной. Сформованные вручную загибы для компонентов с неаксиальными выводами следует направлять радиально от центра компонента, если на печатной плате создана матрица контактных площадок для такой радиальной ориентации.

5.3.5.4 Частично загнутые выводы

Частично загибаемые выводы должны достаточно загибаться для обеспечения необходимого механического крепления во время пайки. Можно использовать чередующиеся направления загиба. Выводы на диагонально противоположных концах в корпусах с двухрядным расположением выводов (DIP-корпусах) могут частично загибаться для удержания деталей во время операций пайки. Выводы DIP-корпуса следует загибать в наружную сторону от продольных осей корпуса.

5.3.5.5 Прямые выводы

Выводы компонентов, отформованные прямолинейно (без загибов), не должны выступать на обратной стороне более 1,5 мм для печатных узлов класса С, более 2,5 мм - для классов А и В и, как минимум, быть видимыми в завершенном паяном соединении. Минимальное выступание вывода для неметаллизированных отверстий должно быть 0,5 мм. Конструкции печатных узлов, требующие других размеров выступающих концов выводов, рассматриваются как имеющие специальные монтажные требования, которые следует записывать на утвержденном сборочном чертеже.

5.3.5.6 Подгонка и расстояние между менисками

Компоненты следует монтировать таким образом, чтобы обеспечивался видимый зазор между мениском покрытия на каждом выводе и на паяном соединении. Подгонка менисков покрытия компонента запрещена.

5.3.5.7 Подрезка выводов

После пайки выводы можно подрезать, если режущие инструменты не повреждают компонент или паяное соединение при механическом воздействии. Если после пайки выполняется обрезка выводов, то паяные контакты следует либо оплавлять, либо визуально проверять при десятикратном увеличении для обеспечения гарантии того, что начальное паяное соединение не было повреждено (например, надломлено) или деформировано. Если паяное соединение оплавляется, то данная операция должна рассматриваться как часть технологического процесса пайки и не должна считаться доработкой. Данное требование не распространяется на компоненты, конструкция которых разрабатывается в расчете на удаление части вывода после пайки (например, срезаемые перемычки).

Примечание - Проверка с десятикратным увеличением заключается в проверке паяного соединения на выявление физического повреждения или деформации, признаком которых являются трещины, которые меньше размеров контактной площадки, контролируемые по#, при условии, что в точках разломов материал вывода, подвергаемый коррозии (например, сплав Kovar^Tm - Fe54/Ni29/Co17), не обнажается.

5.3.5.8 Непропай отверстий

Компоненты следует устанавливать таким образом, чтобы они не создавали препятствий прохождению припоя на контактные площадки на обратной стороне металлизированных сквозных отверстий, которые должны быть пропаяны нормально (см. рисунок 2).

Рисунок 2 - Непропай отверстия

5.3.5.9 Изоляция компонента в металлическом корпусе

Компоненты в металлических корпусах должны быть изолированы от сопредельных электропроводящих элементов. Изоляционный материал должен быть совместим с материалом схемы и печатной платы.

5.3.5.10 Проволочные перемычки

Проволочные перемычки должны устанавливаться в соответствии с конструктивными требованиями проекта (спецификациями) и должны оговариваться в сборочном чертеже.

6 Требования к контролю

6.1 Общие положения

Материалы, технологические процессы и процедуры, описанные и установленные в МЭК 61191-1, направлены на обеспечение качества паяных соединений выше по уровню, чем минимальные требования к поверхностному монтажу, установленные в данном разделе. Следует применять технологические процессы с элементами управления, способными производить изделия, удовлетворяющие или превышающие требования критериев приемлемости для изделий с требованиями класса С.

6.2 Контроль и корректирующие воздействия

6.2.1 Общие положения

Подробные требования к контролю, пределам корректирующих воздействий, определению пределов управления и общим критериям качества монтажа, описанным в МЭК 61191-1, являются обязательной частью настоящего стандарта. Кроме того, все сборки должны соответствовать всем последующим требованиям к поверхностному монтажу и контролю соединений.

6.2.2 Переходные соединения (переходные отверстия)

Неметаллизированные отверстия с выводами или металлизированные сквозные отверстия, не подвергаемые групповой пайке и используемые для переходных соединений, не требуется заполнять припоем. Допускается обнажение меди на контактных площадках переходных отверстий. Металлизированные сквозные отверстия, защищенные от припоя постоянными или временными защитными покрытиями и используемые для переходных соединений, не требуется заполнять припоем.

Металлизированные сквозные отверстия без выводов, включая переходные отверстия, после воздействия процессов пайки оплавлением припоя, погружением в припой, волной припоя или протягиванием по поверхности припоя должны удовлетворять требованиям к контролю по МЭК 61191-1.

6.3 Контроль и корректирующие воздействия

6.3.1 Общие положения

Паяное соединение должно обеспечивать признаки хорошего смачивания, а заполнение припоем металлизированных сквозных отверстий должно удовлетворять требованиям таблицы 1. Рисунок 3 показывает смачивание припоем стенки отверстия.

Таблица 1 - Допустимые состояния металлизированных сквозных отверстий с впаянными выводами компонентов ^*

------------------------------

^*_{Таблица 1 расположена перед рисунком 3, после первого упоминания о таблице, в соответствии с ГОСТ Р 1.5-2012 (в МЭК 61191-3 таблица 1 расположена после рисунка 5).}

------------------------------

Критерии	Класс А	Класс В	Класс С
А) Минимальный угол смачивания припоем со стороны вытекания припоя для вывода и цилиндрических стенок отверстия 1), градус	Точный параметр не задается	180	270
В) Минимальная степень вертикального заполнения припоем 2), %	Точный параметр не задается	75	75
С) Минимальный угол смачивания и галтели припоя со стороны подачи припоя, градус	270	270	330
D) Минимальная степень покрытия исходной площади контактной площадки смоченным припоем со стороны вытекания припоя, %	0	0	0
Е) Минимальная степень покрытия площади контактной площадки смоченным припоем со стороны подачи припоя, %	75	75	75
1) Смоченный припой относится к припою, нанесенному в технологическом процессе пайки. 2) Допускается уменьшение уровня вертикального заполнения припоем на 25 %, включая как сторону подачи, так и сторону вытекания припоя.

Соединение для классов А и В может иметь один или два наполнения соответствующей длиной до 270° перекрытия проводника.

Соединение для класса С должно показать круговое наполнение 330°. Конец проводов должен быть смочен припоем. Припой заполняет отверстие в соответствии с таблицей 1.

Рисунок 3 - Смачивание припоем выводов и стенок отверстия

6.3.2 Загнутые выводы

Если вывод или провод загнут, то он может соприкасаться с рисунком проводника перед пайкой. Очертание вывода или провода в галтели припоя должно быть видимым. См. рисунки 4 и 5.

Классы А и В	Класс С
Примечание - Соединение может иметь одну или две галтели, по длине 75 % перекрытия вывода на контактной площадке.	Примечание - Галтель припоя, завершенная на 95 %.

Рисунок 4 - Требования к галтели припоя между выводом и контактной площадкой для загнутых выводов или проводов в неметаллизированных сквозных отверстиях

Классы А и В	Класс С
Примечание - Соединение может иметь одну или две галтели по длине 75 % перекрытия вывода на контактной площадке.	Примечание - Галтель припоя, завершенная на 95 %. Пятка вывода смочена припоем. Припой должен заполнять отверстие согласно таблице 1.

Рисунок 5 - Требования к галтели между выводом и контактной площадкой для загнутых выводов или проводов в металлизированных сквозных отверстиях

6.3.3 Видимость металлической основы

Допускается неполное смачивание припоя на конце выводов компонента, краях и/или периферийных контактных площадках печатной платы и проводников. Допускается обнажение (без покрытия) основного металла, появившееся в результате обрезки выводов компонента после пайки (см. 5.3.5.7).

7 Доработка дефектных паяных соединений

Доработку дефектных паяных соединений следует проводить после документальной регистрации отклонения. Эти данные должны использоваться для указания возможных причин и для определения корректирующего действия, если оно требуется, в соответствии с МЭК 61191-1. При выполнении доработки каждое доработанное или переоплавленное соединение следует контролировать на соответствие требованиям 5.2 (см. таблицу 2 с перечнем дефектов).

Таблица 2 - Дефекты паяных соединений выводов в отверстиях

N	Дефекты
1	Дефекты, обозначенные в таблице 2 МЭК 61191-1
2	Паяные соединения, не соответствующие требованиям таблицы 1 по критериям формы галтели припоя, соединяющей вывод компонента с контактной площадкой
3	Амортизирующий профиль на выводах или проводах, не соответствующий требованиям
Примечание - Припой в изгибе амортизирующего профиля препятствует снятию напряжения.

Библиография

Ссылки на IEC и ISO

IEC 60068-2-20, Environmental testing - Part 2-20: Tests - Test T: Test methods for solderability and resistance to soldering heat of devices with leads

IEC 60068-2-58, Environmental testing - Part 2-58: Tests - Test Td: Test methods for solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD)

IEC 61188-5-1, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-1: Attachment (land/joint) considerations - Generic requirements

IEC 61188-5-2, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-2: Attachment (land/joint) considerations - Discrete components

IEC 61188-5-3, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-3: Attachment (land/joint) considerations - Components with gull-wing leads on two sides

IEC 61188-5-4, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-4: Attachment (land/joint) considerations - Components with J leads on two sides

IEC 61188-5-5, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-5: Attachment (land/joint) considerations - Components with gull-wing leads on four sides

IEC 61188-5-6, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-6: Attachment (land/joint) considerations - Chip carriers with J-leads on four sides

IEC 61188-7, Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 7: Electronic component zero orientation for CAD library construction

IEC 61189-2, Test methods for electrical materials, printed boards and other interconnection structures and assemblies - Part 2: Test methods for materials for interconnection structures

IEC 61190-1-2, Attachment materials for electronic assembly - Part 1-2: Requirements for soldering pastes for high-quality interconnects in electronics assembly

IEC 61193-1, Quality assessment systems - Part 1: Registration and analysis of defects on printed board assemblies

IEC 61193-3, Quality assessment systems - Part 3: Selection and use of sampling plans for printed board and laminate end-product and in-process auditing

IEC 62326-1, Printed boards - Part 1: Generic specification

IEC 62326-4, Printed boards - Part 4: Rigid multilayer printed boards with interlayer connections - Sectional specification

IEC 62326-4-1, Printed boards - Part 4: Rigid multilayer printed boards with interlayer connections - Sectional specification - Section 1: Capability detail specification - Performance levels А, В and С

IEC PAS 62326-7-1, Performance guide for single- and double-sided flexible printed wiring boards

ISO 9001, Quality management systems - Requirements

Другие ссылки

IPC-TM-650, Test Methods Manual

2.3.25 Detection and measurement of ionizable surface contaminants by resistivity of solvent extract

2.3.25.1 Ionic Cleanliness Testing of Bare PWBs

2.3.27 Cleanliness test - residual rosin

2.3.38 Surface organic contamination detection test

2.4.22 Bow and twist (percentage)

2.6.3.3 Surface insulation resistance, fluxes

IPC-9191, General Requirements for Implementation of Statistical Process Control

IPC-OI-645, Standard for Visual Optical Inspection Aids

IPC-SM-817, General Requirements for Dielectric Surface Mounting Adhesives

J-STD-001, Requirements for Soldered Electrical and Electronic Assemblies

J-STD-002, Solderability Tests for Component Leads, Terminals, Lugs Terminals and Wires

J-STD-003, Solderability Tests for Printed Boards

J-STD-004, Requirements for Soldering Fluxes

J-STD-005, General Requirements and Test Methods for Electronic Grade Solder Paste

J-STD-006, General Requirements and Test Methods for Solder Alloys and Fluxed and Non- Fluxed Solid Solders for Electronic Solder Applications

J-STD-020, Moisture/Reflow Sensitivity Classification for Nonhermetic Surface Mount Devices