A confiabilidade de um produto é o indicador de que ele irá funcionar sem falhas durante a sua vida útil, quando operado em determinadas condições de uso, e é essencial tanto para consumidores quanto para fabricantes.

Da perspectiva do consumidor, a baixa confiabilidade aumenta a frequência de falhas e implica em maiores custos de manutenção durante a vida do produto. Da perspectiva do fabricante, a baixa confiabilidade afeta as vendas através da insatisfação dos clientes, resulta em maiores custos com garantia, além de afetar a sua reputação no mercado. Além disso, de maneira geral, a incapacidade de um produto funcionar corretamente pode comprometer seriamente questões relacionadas à segurança.

Visando aumento de competitividade no mercado, as empresas têm necessidades de redução do tempo total consumido para avaliação e comprovação da confiabilidade dos produtos e das placas eletrônicas desenvolvidas, de redução do risco de ocorrência de falhas prematuras em campo e de utilização de métodos mais preventivos e eficientes para manter a boa imagem obtida por meio da confiabilidade.

Para auxiliar as empresas em relação as suas necessidades, iniciou-se a partir de fevereiro de 2011 um novo subprojeto no contexto do projeto LABelectron Nucleador, com o objetivo de ampliar e consolidar a expertise interna sobre planejamento e execução de ensaios para a garantia da confiabilidade de placas eletrônicas, produtos eletrônicos e seus processos produtivos.

Causas de Falhas das Placas Eletrônicas em Campo

As causas de falhas em uma placa eletrônica podem estar diretamente ligadas ao seu projeto e/ou ao seu processo de montagem. A Figura 01 apresenta algumas destas possíveis causas:

Figura 01: Possíveis causas de falhas de placas eletrônicas em campo

Quanto aos diferentes tipos de fatores de estresses que podem estar presentes nas condições de montagem e de uso das placas eletrônicas e que podem induzir mecanismos de falhas nessas, podemos destacar os seguintes: indução térmica (temperaturas extremas e choque térmico), indução mecânica (vibração, choque e sobrecarga) e indução eletroquímica (temperatura, umidade e polarização elétrica).

Grande Diversidade de Ensaios e Fases de Aplicação no Desenvolvimento de Novos Produtos e Processos

Um ensaio de confiabilidade deve ser capaz de auxiliar na determinação se um produto é confiável em um período de tempo de ensaio que é muito menor do que o período esperado de uso. Para isso, tradicionalmente são empregadas duas diferentes abordagens:

1.    Acelerar a frequência de ocorrência da causa da falha e testar a capacidade do produto de sobreviver a um número esperado de eventos e

2.    Aumentar a severidade dos fatores de estresses, de modo que a quantidade de tempo necessária para provocar as falhas seja menor.

Para garantir a confiabilidade do produto, existe uma grande diversidade de tipos de ensaios que podem ser feitos. Dois tipos de ensaios (Figura 02) bastante empregados são: ensaios de vida acelerado (ALT) e ensaios de vida altamente acelerado (HALT).

Figura 02 – Equipamentos típicos para realização de Ensaios ALT e ensaios HALT

O HALT foi desenvolvido para identificar falhas em um curto período de tempo e induzir modificações ainda durante a fase de projeto do produto, tem por finalidade conhecer os pontos fracos e aumentar a robustez do projeto. Utiliza níveis de estresse muito acima da condição de uso, excedendo os limites especificados no projeto do produto. Nesse tipo de ensaio é feita a combinação dos dois principais tipos de estresse causadores de falha em produtos eletrônicos, que são temperatura e vibração.

Já o ALT tem por finalidade estimar métricas da confiabilidade de um produto para condições ambientais de operação especificadas e acelerar o tempo requerido para sua qualificação. Utiliza condições de estresse acima das condições de uso, porém sem modificação do mecanismo de dano ou falha, para depois extrapolar os dados e obter as métricas de confiabilidade para as condições de uso.

Além dos ensaios mencionados anteriormente, existem também os ensaios ambientais normalizados (IEC60068-2-X e MIL-STD-810F são alguns exemplos de normas muito utilizadas). Os ensaios ambientais têm como objetivo principal qualificar um produto para operação em ambientes operacionais e não operacionais. Neste são aplicados estresses ambientais por um período determinado para avaliar e buscar obter a robustez relacionada à confiabilidade de um produto na fase de desenvolvimento.

Assim sendo, é fundamental que cada empresa, considerando suas particularidades, aplique durante o processo de desenvolvimento de seus produtos uma sistemática apropriada (Figura 03) de planejamento e de execução de ensaios de confiabilidade.

Figura 03 – Sistemática para planejamento e execução de ensaios no desenvolvimento de novos produtos

O Projeto sobre Ensaios de Estresses Acelerados no Desenvolvimento de Novas Placas Eletrônicas

Esse projeto tem por essência utilizar métodos preventivos e eficientes com intuito de reduzir as falhas prematuras de produtos eletrônicos, consequentemente beneficiará as empresas a melhorar a imagem de seus produtos, tornando-os mais confiáveis e competitivos no mercado local e internacional.

No novo projeto deverão ser selecionados dois diferentes casos práticos reais para aplicar, testar e consolidar uma sistemática eficaz de planejamento e execução de ensaios de confiabilidade para ser utilizada no desenvolvimento de placas e produtos eletrônicos.

Através dos casos práticos reais, a equipe de pesquisadores do LABelectron irá adquirir conhecimentos na especificação dos requisitos relacionados à confiabilidade, na definição da estratégia de ensaios, no planejamento detalhado dos ensaios, no acompanhamento da execução dos ensaios planejados e no processamento e análise dos resultados obtidos, proporcionando a nucleação de uma expertise no assunto e a consolidação futura de uma sistemática mais eficaz de trabalho.

O trabalho proposto nessa linha de ação, contará com a participação de uma equipe multifuncional de engenheiros e o tempo de duração estimado para conclusão das atividades é de 15 meses.

Assim o LABelectron terá condições e competências técnicas necessárias para prover para as empresas nacionais o suporte tecnológico necessário e relacionado ao planejamento e uso de novos métodos de ensaios laboratoriais para serem empregados na avaliação e qualificação de produtos e das placas eletrônicas desenvolvidas.

Para maiores informações sobre Ensaios de Confiabilidade em Placas Eletrônicas, entre em contato com o Engº Renato Scavone, coordenador da Área de Garantia da Qualidade do CPC ( Este endereço de e-mail está protegido contra spambots. Você deve habilitar o JavaScript para visualizá-lo. ou 48-3954-3000).