Plano de teste de verificação de solda sem chumbo SAE USCAR 40-2

A norma “SAE USCAR 40-2 Plano de Teste de Verificação de Solda sem Chumbo”, desenvolvida pela Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) , descreve um plano de teste para produtos de fabricação com solda de chumbo que estão em transição para processos de solda sem chumbo, a fim de atender aos requisitos da Isenção 8B da Diretiva de Veículos em Fim de Vida Útil 2000/53/CE. Esta norma se aplica a produtos similares utilizados por diversos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) com os mesmos processos ou equipamentos de fabricação. O objetivo desta norma é facilitar os testes ambientais dos fornecedores por meio de qualificação conjunta, reduzindo tempo, quantidades e custos.

Resumindo, o plano de teste de validação de solda sem chumbo é usado para verificar o desempenho mecânico, elétrico e ambiental da solda sem chumbo usada em montagens eletrônicas e para garantir a conformidade com os requisitos regulatórios e padrões de confiabilidade. Este plano de teste também se aplica a todos os conjuntos de placas de circuito impresso (PCB) que usam solda sem chumbo para componentes de montagem em superfície e através de furos passantes. Este plano inclui principalmente prototipagem, amostragem de produção e processos de retrabalho.

O padrão USCAR-40-2 define procedimentos de teste de confiabilidade e critérios de qualificação para solda sem chumbo usada em eletrônicos automotivos. Esta norma faz parte de um conjunto maior de normas que visam garantir juntas de solda robustas e duradouras em ambientes automotivos adversos.

Os objetivos do padrão USCAR-40-2 podem ser listados da seguinte forma:

• Verificar a confiabilidade de ligas e processos de solda sem chumbo para uso automotivo.
• Estabelecer um método padrão para comparar o desempenho da junta de solda sob estresse.
• Garantir a conformidade com a diretiva de restrição de substâncias perigosas (RoHS) e outras regulamentações ambientais, mantendo a segurança e a durabilidade.

Alguns dos aspectos típicos do plano de teste padrão USCAR-40-2 incluem:

• Avaliação de juntas de solda: Focada na confiabilidade mecânica e térmica de juntas de solda sem chumbo.
• Ciclagem térmica: perfis rígidos que simulam mudanças de temperatura sob o capô ou na cabine.
• Teste de vibração: Para testar a integridade da junta sob vibração da estrada e do motor.
• Testes mecânicos: Testes de tração e cisalhamento para medir a resistência.
• Análise microestrutural: Crescimento de compostos metálicos, propagação de vazios e trincas.
• Critérios de falha: Baseados na perda de continuidade elétrica, formação de rachaduras ou falha.

O padrão USCAR-40-2 se baseia no padrão USCAR-40-1, que incluiu o primeiro plano de validação de solda sem chumbo. Este padrão normalmente inclui testes de estresse mecânico e ambiental mais rigorosos para classes de confiabilidade mais altas, como componentes eletrônicos sob o capô.

O padrão USCAR-40-2 é necessário porque preenche uma lacuna crítica de confiabilidade e desempenho na qualificação de juntas de solda sem chumbo para a indústria automotiva, que enfrenta condições muito mais desafiadoras do que a eletrônica em geral. Aqui estão alguns exemplos de por que isso é importante:

• Ambientes automotivos são desafiadores. Nomeadamente,
  • Altas temperaturas (geralmente mais de 125 graus) ocorrem sob o capô.
  • Há um ciclo rápido de temperatura entre a partida e a parada do motor.
  • Há alta vibração e choque mecânico causados ​​pelas condições da estrada.
  • Umidade, corrosão e exposição química são altas.

Essas tensões podem acelerar a fadiga da solda, rachaduras e crescimento intermetálico, levando à falha prematura.

• A solda sem chumbo é menos tolerante. Soldas de estanho-prata-cobre usadas em montagens sem chumbo tendem a ser:
  • Têm pontos de fusão mais altos (mais estresse nos componentes).
  • Cria camadas intermetálicas mais espessas.
  • Mais quebradiço que soldas de estanho-chumbo.

A transição para materiais em conformidade com a RoHS introduziu novos riscos de confiabilidade que não são totalmente abordados pelas normas tradicionais IPC ou JEDEC. A norma USCAR-40-2 foi criada para testar e verificar rigorosamente esses materiais para uso a longo prazo em veículos.

• Os padrões atuais não são suficientes. Padrões como IPC-9701 ou J-STD-001 são excelentes, mas são voltados principalmente para eletrônicos comerciais ou industriais. Na verdade, falta-lhes:
  • Perfis de ciclos térmicos agressivos
  • Testes mecânicos e de vibração rigorosos
  • Simulações realistas de uso automotivo

Os fornecedores automotivos precisam de um método comum, consistente e aprovado pelo OEM para testar conexões sem chumbo nos piores cenários.

• Reduz falhas e custos de garantia. Falhas prematuras de campo em juntas de solda podem resultar em:
  • Recalls dispendiosos
  • Reivindicações de garantia
  • Perda de confiança do cliente

O padrão USCAR-40-2 visa eliminar proativamente processos fracos antes da produção.

O padrão USCAR-40-2 é necessário para garantir que as juntas de solda de nível automotivo sejam confiáveis, consistentes e extensivamente testadas sob condições reais não totalmente cobertas pelos padrões eletrônicos tradicionais.

Nossa organização, que vem tentando dar suporte a empresas de todos os setores com uma ampla gama de estudos de testes, medições, análises e avaliações realizados há anos, conta com uma equipe forte que acompanha de perto os desenvolvimentos no mundo no campo da ciência e tecnologia e se aprimora constantemente. Neste contexto, serviços de teste também são fornecidos às empresas de acordo com o padrão “SAE USCAR 40-2 Plano de teste de verificação de solda sem chumbo”.