SAE USCAR 40-2 Kurşunsuz Lehim Doğrulama Test Planı

Otomotiv Mühendisleri Derneği (SAE) tarafından geliştirilen “SAE USCAR 40-2 Kurşunsuz lehim doğrulama test planı” standardında, 2000/53/EC sayılı ömrünün sonuna gelen araçlar direktifi, muafiyet 8B gerekliliklerini karşılamak için kurşunsuz lehim süreçlerine geçecek mevcut kurşun lehim üretim ürünlerine yönelik bir test planı açıklanmaktadır. Bu standart, aynı üretim süreçlerine veya ekipmana sahip birden fazla orijinal ürün üreticisi (OEM) tarafından kullanılan benzer ürünler için geçerlidir. Bu standardın amacı, zamanlamayı, miktarları ve maliyetleri azaltmak için ortak yeterlilik yoluyla tedarikçinin çevresel testini kolaylaştırmaktır.

Kısaca kurşunsuz lehim doğrulama test planı, elektronik montajlarda kullanılan kurşunsuz lehimin mekanik, elektriksel ve çevresel performansını doğrulamak ve düzenleyici gerekliliklere ve güvenilirlik standartlarına uygunluğu sağlamak amacı ile kullanılmaktadır. Bu test planı aynı zamanda, yüzey montajı ve delikli bileşenler için kurşunsuz lehim kullanan tüm baskılı devre kartı (PCB) montajları için geçerlidir. Bu plan esas olarak prototip oluşturma, üretim örneklemesi ve yeniden işleme süreçlerini içerir.

USCAR-40-2 standardı, otomotiv elektronik aksamlarında kullanılan kurşunsuz lehim için güvenilirlik test prosedürlerini ve yeterlilik kriterlerini tanımlar. Bu standart, zorlu otomotiv ortamlarında sağlam, uzun ömürlü lehim bağlantılarını garantilemeyi amaçlayan daha geniş bir standartlar kümesinin parçasıdır.

USCAR-40-2 standardının amaçları şu şekilde sıralanabilir:

• Otomotiv kullanımı için kurşunsuz lehim alaşımlarının ve işlemlerinin güvenilirliğini doğrulamak.
• Gerilim altında lehim eklemi performansını karşılaştırmak için standart bir yöntem oluşturmak.
• Güvenlik ve dayanıklılığı korurken tehlikeli maddelerin kısıtlanması direktifi (RoHS) ve diğer çevre düzenlemelerine uyumu sağlamak.

USCAR-40-2 standardı test planının tipik yönlerinden bazıları şunlardır:

• Lehim bağlantı değerlendirmesi: Kurşunsuz lehim bağlantılarının mekanik ve termal güvenilirliğine odaklanmıştır.
• Termal döngü: Kaput altı veya kabin sıcaklık değişikliklerini simüle eden sert profiller.
• Titreşim testi: Yol ve motor titreşimi altında bağlantı bütünlüğünü test etmek için.
• Mekanik test: Gücü ölçmek için çekme ve kesme testleri.
• Mikroyapısal analiz: Metalik bileşik büyümesi, boşluk ve çatlak yayılımı.
• Hata kriterleri: Elektriksel süreklilik kaybı, çatlak oluşumu veya bozulmaya dayanmaktadır.

USCAR-40-2 standardı, ilk kurşunsuz lehim doğrulama planını içeren USCAR-40-1 standardı üzerine inşa edilmiştir. Bu standart, genellikle kaput altı elektronikleri gibi daha yüksek güvenilirlik sınıfları için daha sıkı çevresel ve mekanik stres testleri içerir.

USCAR-40-2 standardı, genel elektronikten çok daha zorlu koşullarla karşı karşıya olan otomotiv endüstrisi için kurşunsuz lehim bağlantılarının kalifikasyonunda kritik bir güvenilirlik ve performans boşluğunu doldurduğu için gereklidir. İşte neden önemli olduğuna dair birkaç örnek:

• Otomotiv ortamları zorludur. Şöyle ki,
  • Kaputun altında yüksek sıcaklıklar (genellikle 125 dereceden fazla) oluşur.
  • Motorun çalıştırılması ve durdurulmasından itibaren hızlı sıcaklık çevrimi vardır.
  • Yol koşullarından kaynaklanan yüksek titreşim ve mekanik şok söz konusudur.
  • Nem, korozyon ve kimyasal maruziyet yüksektir.

Bu stresler lehim yorgunluğunu, çatlamayı ve metaller arası büyümeyi hızlandırabilir ve erken arızalara yol açabilir.

• Kurşunsuz lehim daha az affeder. Kurşunsuz montajlarda kullanılan kalay-gümüş-bakır lehimler şu şekilde olma eğilimindedir:
  • Daha yüksek erime noktalarına sahiptir (bileşenler üzerinde daha fazla stres).
  • Daha kalın intermetalik katmanlar oluşturur.
  • Kalay-kurşun lehimlerden daha kırılgandır.

RoHS uyumlu malzemelere geçiş, geleneksel IPC veya JEDEC standartlarında tam olarak ele alınmayan yeni güvenilirlik riskleri ortaya çıkarmıştır. USCAR-40-2 standardı, bu malzemeleri araçlarda uzun vadeli kullanım için titizlikle test etmek ve doğrulamak için yaratılmıştır.

• Mevcut standartlar yeterli değildir. IPC-9701 veya J-STD-001 gibi standartlar mükemmeldir ancak çoğunlukla ticari veya endüstriyel elektroniklere yöneliktir. Aslında şunlardan yoksundurlar:
  • Agresif termal döngü profilleri
  • Sıkı mekanik ve titreşim testleri
  • Gerçekçi otomotiv kullanım simülasyonları

Otomotiv tedarikçilerinin en kötü senaryolarda kurşunsuz bağlantıları test etmek için ortak, tutarlı, OEM onaylı bir yönteme ihtiyacı olmaktadır.

• Garanti arızalarını ve maliyeti azaltır. Lehim bağlantılarındaki erken saha arızaları şunlara neden olabilir:
  • Maliyetli geri çağırmalar
  • Garanti talepleri
  • Müşteri güveninin kaybı

USCAR-40-2 standardı üretimden önce zayıf süreçleri proaktif olarak ortadan kaldırmayı hedefler.

USCAR-40-2 standardı, otomotiv sınıfı lehim bağlantılarının güvenilir, tutarlı olmasını ve geleneksel elektronik standartlarının tam olarak kapsamadığı gerçek dünya koşulları altında kapsamlı bir şekilde stres testinden geçirilmesini sağlamak için gereklidir.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “SAE USCAR 40-2 Kurşunsuz lehim doğrulama test planı” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.