Méthode de test de durée de vie Toyota TSC0509G pour les connexions soudées dans les équipements électriques et électroniques automobiles

Méthode de test de durée de vie Toyota TSC0509G pour les connexions soudées dans les équipements électriques et électroniques automobiles

La norme « Toyota TSC0509G Méthode d’essai de durée de vie des joints de soudure des équipements électriques et électroniques automobiles », une norme d’ingénierie Toyota, couvre les aspects suivants concernant la durée de vie des joints de soudure des équipements électriques et électroniques utilisés dans les automobiles :

Méthode de test de durée de vie Toyota TSC0509G pour les connexions soudées dans les équipements électriques et électroniques automobiles

  • Procédures d'amélioration visant à garantir la performance.
  • Procédures de planification des essais et de détermination des valeurs de critères.
  • méthode d'essai sur banc
  • méthode d'analyse des échantillons d'essai

L’objectif de cette norme est de faciliter le partage des informations nécessaires entre les fournisseurs afin d’accélérer le processus de développement des produits, permettant ainsi le développement efficace de produits de haute qualité dans un court laps de temps.

Les joints de soudure dans les équipements électroniques conformes à cette norme sont des joints de soudure qui relient les composants électroniques à une carte de circuit imprimé en résine (les pièces collectées pour la recherche et utilisées pour vérifier la corrélation entre les conditions de contrainte sur le terrain et les conditions de contrainte en laboratoire).

En conséquence, lorsque cette norme est appliquée à d'autres combinaisons (par exemple, composants électroniques et cartes de circuits imprimés métalliques, composants électroniques et verre), un objectif de durée de vie doit être déterminé après examen des performances et fonctions attendues des pièces de connexion, des contraintes attendues lors de l'utilisation sur le terrain et de la méthode de contrôle des échantillons testés.

La norme Toyota TSC0509G comprend une méthode d'essai de durée de vie spécifiquement définie et normalisée pour évaluer la durabilité et la fiabilité des joints de soudure dans les composants électriques et électroniques automobiles.

À l'instar des autres grands constructeurs automobiles, Toyota élabore un ensemble de normes d'ingénierie internes afin de garantir la qualité, les performances et la longévité constantes des pièces et des systèmes tout au long de sa chaîne d'approvisionnement. Ces normes sont obligatoires pour les fournisseurs qui développent ou fabriquent des modules électroniques, des calculateurs, des capteurs, des connecteurs de faisceaux de câbles, des systèmes d'infodivertissement et d'autres assemblages soudés utilisés dans les véhicules Toyota.

La norme Toyota TSC0509G porte sur les essais de durée de vie accélérés des joints de soudure dans des conditions automobiles réelles simulées. Les joints de soudure constituent des points de connexion critiques sur les cartes de circuits imprimés et les composants électroniques. Ils doivent résister aux cycles thermiques, aux vibrations, aux contraintes mécaniques, à l'humidité et aux cycles de mise sous/hors tension tout au long de la durée de vie du véhicule (généralement 10 à 15 ans ou 150 000 à 300 000 km) sans se fissurer, se décoller ni subir de défaillance électrique.

Cette norme comprend généralement les éléments suivants :

  • Types de tests : cycles de température, choc thermique, vibrations thermiques, cycles thermiques de puissance et éventuellement exposition à l’humidité.
  • Critères de défaillance : contrôles de continuité électrique, inspection visuelle/microscopique pour détecter les augmentations de résistance et les fissures, et tests de résistance au cisaillement/à la traction au niveau des joints de soudure.
  • Conditions accélérées : plages de températures extrêmes (par exemple, de -40 degrés à +125 degrés ou plus), taux de changement de température rapides et profils de vibration qui imitent les conditions routières.
  • Préparation des échantillons : Agencement spécifique des circuits imprimés, types de composants (CMS, traversants), alliages de soudure (SAC305 sans plomb, courant dans les versions modernes) et méthodes d’assemblage.
  • Niveaux d'acceptation : seuils de réussite/échec définis sur la base de l'analyse de Weibull ou du nombre de cycles jusqu'à l'échec.

Cette méthode de test permet de prévenir les problèmes courants rencontrés sur le terrain, tels que ceux énumérés ci-dessous :

  • Fatigue des joints de soudure causée par la chaleur/les vibrations du compartiment moteur.
  • Fissures dans les modules d'infodivertissement ou les systèmes avancés d'aide à la conduite (ADAS).
  • Coupures de courant intermittentes dans les environnements difficiles.

La norme Toyota TSC0509G appartient à une famille plus large de normes couvrant les essais de fiabilité électrique/électronique. Par exemple,

  • TSC0505G Test de banc de suppression des interférences radio.
  • TSC0507G Performances de résistance capillaire pour connecteurs et composants.

Ces normes font partie du cadre d’assurance qualité plus large de Toyota, s’alignant sur des normes internationales telles que l’AEC-Q100 (test de qualification de l’électronique automobile), mais sont souvent plus strictes ou adaptées aux exigences spécifiques de Toyota.

Pour les fournisseurs, les ingénieurs ou les testeurs travaillant avec l'électronique Toyota, cette norme est essentielle à la qualification des composants et représente l'approche rigoureuse de Toyota pour rendre l'électronique des véhicules extrêmement durable.

En résumé, la norme Toyota TSC0509G s'applique principalement aux composants électroniques embarqués dans les véhicules, tels que les calculateurs, les capteurs et les actionneurs. Son objectif est d'évaluer la durabilité et la fiabilité des joints de soudure en conditions d'utilisation automobile. Cette norme fournit une méthodologie structurée pour tester la durée de vie en fatigue et la fiabilité des joints de soudure utilisés dans l'électronique automobile. Ces joints de soudure relient les composants semi-conducteurs aux cartes de circuits imprimés et sont soumis à diverses contraintes lors du fonctionnement du véhicule.

Cette norme s'applique aux joints de soudure des équipements électroniques et électriques automobiles, notamment :

  • Unités de contrôle électroniques
  • Capteurs et dispositifs de détection
  • Actionneurs et composants électromagnétiques
  • Dispositifs semi-conducteurs montés sur des circuits imprimés

Aux fins de la présente norme, la fatigue thermique désigne ce qui suit : les joints de soudure sont soumis à une fatigue thermique due à des variations de température répétées. Ces cycles engendrent des contraintes dans la microstructure de la soudure, provoquant des dommages aux joints de grains et, à terme, la formation de fissures.

Cette norme identifie divers facteurs liés à la température qui affectent la fiabilité du soudage :

  • Variation de la température atmosphérique : les variations entre les températures ambiantes minimales et maximales pendant le fonctionnement du véhicule.
  • Chauffage par rayonnement solaire : chaleur supplémentaire résultant de l’exposition des composants du véhicule à la lumière du soleil.
  • Chaleur provenant des équipements environnants : augmentation de la température causée par le fonctionnement des composants électroniques situés à proximité, dans le véhicule.
  • Échauffement spontané des composants électroniques : chaleur générée lors du fonctionnement des semi-conducteurs sur la carte de circuit imprimé.

Ces facteurs sont combinés pour déterminer les limites supérieures et inférieures de température d'essai utilisées dans les tests de fiabilité.

Cette norme est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

  • Garantie de fiabilité : assure le fonctionnement fiable des systèmes électroniques tout au long de la durée de vie du véhicule.
  • Sécurité : Prévient les défaillances des systèmes de contrôle critiques tels que le freinage, la commande du moteur ou l'électronique de sécurité.
  • Validation de la conception : Aide les ingénieurs à évaluer les conceptions de circuits imprimés, les matériaux de soudure et les méthodes d’assemblage.
  • Cohérence de la qualité : Fournit une méthode de test standardisée aux fournisseurs produisant des modules électroniques pour Toyota.

En conclusion, la norme Toyota TSC0509G contribue à garantir la fiabilité des composants électroniques utilisés dans les véhicules tout au long de leur longue durée de vie en simulant les contraintes thermiques et opérationnelles.

Depuis de nombreuses années, notre organisation, forte de son personnel compétent et expérimenté, comprend les besoins de ses clients, leur fournit les services d'essais avancés requis et les accompagne dans la mise en place, l'implémentation et l'amélioration de leurs systèmes de management. Dans ce cadre, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme Toyota TSC0509G.

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