Метод за изпитване на живот на споячни връзки в автомобилно електрическо и електронно оборудване Toyota TSC0509G

Стандартът „Toyota TSC0509G Метод за изпитване на живота на споени съединения за автомобилно електрическо и електронно оборудване“, инженерен стандарт на Toyota, обхваща следното относно експлоатационния живот на споените съединения на електрическото и електронното оборудване, използвано в автомобилите:

• Процедури за подобрение, насочени към осигуряване на производителност.
• Процедури за планиране на тестове и определяне на стойностите на критериите.
• Метод за изпитване на стенд
• Метод за анализ на тестовата проба

Целта на този стандарт е да улесни споделянето на необходимата информация между доставчиците, за да се ускори процесът на разработване на продукти, като по този начин се даде възможност за ефективно разработване на висококачествени продукти за кратък период от време.

Споените съединения в електронното оборудване, съответстващо на този стандарт, са споени съединения, които свързват електронни компоненти към печатна платка от смола (частите, събрани за изследване и използвани за проверка на корелацията между условията на полево напрежение и условията на стендово напрежение).

Съответно, когато този стандарт се прилага за други комбинации (напр. електронни компоненти и метални платки, електронни компоненти и стъкло), целевият експлоатационен срок трябва да се определи след изследване на очакваните характеристики и функция на свързващите части, очакваното напрежение, изпитвано по време на употреба в полеви условия, и метода за контрол на изпитваните образци.

Стандартът Toyota TSC0509G включва специално дефиниран, стандартизиран метод за изпитване на експлоатационния живот за оценка на издръжливостта и надеждността на спойките в автомобилните електрически и електронни компоненти.

Подобно на други големи автомобилни производители, Toyota разработва набор от вътрешни инженерни стандарти, за да осигури постоянно качество, производителност и дълготрайност на частите и системите в цялата си верига за доставки. Тези стандарти са задължителни за доставчиците, които разработват или произвеждат електронни модули, електронни управляващи блокове, сензори, конектори за кабелни снопове, информационно-развлекателни системи и други споени сглобки, използвани в автомобилите на Toyota.

Стандартът Toyota TSC0509G се фокусира върху ускорени тестове за живот на споени съединения при симулирани реални автомобилни условия. Споените съединения са критични точки на свързване на печатни платки и електронни корпуси. Те трябва да издържат на термични цикли, вибрации, механично натоварване, влажност и цикли на включване/изключване през целия живот на превозното средство (обикновено 10-15 години или 150 000-300 000 км) без напукване, лющене или електрическа повреда.

Този стандарт обикновено включва следното:

• Видове тестове: Температурни цикли, термичен шок, вибрации, свързани с топлината, термични цикли на мощност и евентуално излагане на влага.
• Критерии за повреда: Проверки за електрическа непрекъснатост, визуална/микроскопска проверка за увеличено съпротивление и пукнатини, както и изпитвания на якост на срязване/опън в спойките.
• Ускорени условия: Екстремни температурни диапазони (напр. от -40 градуса до +125 градуса или по-високи), бързи температурни промени и вибрационни профили, имитиращи пътните условия.
• Подготовка на пробите: Специфични схеми на печатни платки, типове компоненти (SMD, с монтаж през отвор), спойващи сплави (безоловен SAC305, често срещан в съвременните версии) и методи на сглобяване.
• Нива на приемане: Прагове за преминаване/не преминаване, определени въз основа на анализа на Вайбул или броя цикли до повреда.

Този метод на тестване помага за предотвратяване на често срещани проблеми на терен, като например изброените по-долу:

• Умора на спойката, причинена от топлина/вибрации в двигателния отсек.
• Пробив в модулите на инфотейнмънт или усъвършенствана система за подпомагане на водача (ADAS).
• Периодични прекъсвания на електрозахранването в тежки условия.

Стандартът Toyota TSC0509G принадлежи към по-широко семейство стандарти, обхващащи изпитвания за надеждност на електрическата/електронната система. Например

• TSC0505G Изпитване на стенд за потискане на радиосмущения.
• TSC0507G Характеристики на капилярното съпротивление за конектори и компоненти.

Тези стандарти са част от по-широката рамка за осигуряване на качеството на Toyota, съобразена с международните стандарти като AEC-Q100 (тест за квалификация на автомобилна електроника), но често са по-строги или съобразени със специфичните изисквания на Toyota.

За доставчици, инженери или тестери, работещи с електроника на Toyota, този стандарт е от решаващо значение за квалификацията на компонентите и представлява стриктния подход на Toyota за създаване на изключително издръжлива автомобилна електроника.

Накратко, стандартът Toyota TSC0509G се прилага предимно за електронни компоненти, монтирани в превозни средства, като например управляващи блокове, сензори и изпълнителни механизми. Целта му е да оцени издръжливостта и надеждността на споените съединения при автомобилни експлоатационни условия. Този стандарт предоставя структурирана методология за тестване на умората на материала и надеждността на споените съединения, използвани в автомобилната електроника. Тези споени съединения свързват полупроводникови компоненти с печатни платки и са подложени на различни натоварвания по време на работа на превозното средство.

Този стандарт се прилага за спояващи съединения в автомобилното електронно и електрическо оборудване, включително:

• Електронни управляващи блокове
• Сензори и сензорни устройства
• Задвижващи механизми и електромагнитни компоненти
• Полупроводникови устройства, монтирани на печатни платки

За целите на този стандарт, термичната умора се отнася до следното: Споените съединения са подложени на термична умора поради повтарящи се температурни промени. Тези цикли причиняват напрежение в микроструктурата на спойката, което води до увреждане на границите на зърната и в крайна сметка до образуване на пукнатини.

Този стандарт идентифицира различни фактори, свързани с температурата, които влияят върху надеждността на запояването:

• Колебания на атмосферната температура: Промените между минималните и максималните температури на околната среда по време на работа на превозното средство.
• Слънчево затопляне: Допълнителна топлина, произтичаща от излагането на компоненти на превозното средство на слънчева светлина.
• Топлина от околното оборудване: Повишена температура, причинена от работещи наблизо електронни компоненти в превозното средство.
• Спонтанно нагряване на електронни компоненти: Топлина, генерирана по време на работата на полупроводници върху печатната платка.

Тези фактори се комбинират, за да се определят горните и долните граници на температурата на изпитване, използвани при изпитванията за надеждност.

Този стандарт се счита за важен поради следните причини:

• Осигуряване на надеждност: Гарантира, че електронните системи работят надеждно през целия живот на превозното средство.
• Безопасност: Предотвратява повреди в критични системи за управление, като например спиране, управление на двигателя или електроника за безопасност.
• Валидиране на дизайна: Помага на инженерите да оценят дизайна на печатни платки, материалите за запояване и методите за сглобяване.
• Постоянство на качеството: Осигурява стандартизиран метод за тестване за доставчици, произвеждащи електронни модули за Toyota.

В заключение, стандартът Toyota TSC0509G помага да се гарантира, че електронните компоненти, използвани в превозните средства, остават надеждни през целия им дълъг експлоатационен живот, като симулира термични и експлоатационни натоварвания.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка, ние също така предоставяме услуги за тестване, съответстващи на стандарта Toyota TSC0509G.