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Mode de fonctionnement unique : après le test, l'enceinte revient à température ambiante afin de protéger le produit testé.

Système de vidéosurveillance réseau évolutif, synchronisé avec les tests de données

Fonction de rappel automatique de maintenance du système de contrôle et de conception logicielle en cas de panne

Écran couleur, système de contrôle 32 bits, gestion Ethernet, fonction d'accès aux données UCB

Système de purge à air sec spécialement conçu pour protéger le produit testé des variations rapides de température dues à la condensation superficielle

Capacité de contrôle de la plage d'humidité basse industrielle de 20℃/10%

Doté d'un système d'alimentation en eau automatique, d'un système de filtration d'eau pure et d'une fonction d'alerte de manque d'eau

Conforme aux exigences de test de contrainte des équipements électroniques, aux procédés sans plomb, et aux normes MIL-STD-2164, MIL-344A-4-16, MIL-2164A-19, NABMAT-9492, GJB-1032-90, GJB/Z34-5.1.6, IPC-9701, etc. Remarque : La méthode de test d’uniformité de la distribution de la température et de l’humidité est basée sur la mesure de l’espace effectif entre la paroi intérieure et chaque paroi, à 1/10 de la distance (GB5170.18-87).

Lors du fonctionnement des produits électroniques, outre les contraintes électriques telles que la tension et le courant de la charge électrique, les contraintes environnementales comprennent également les températures élevées et les cycles de température, les vibrations et les chocs mécaniques, l'humidité et les embruns salins, les interférences électromagnétiques, etc. Sous l'effet de ces contraintes environnementales, le produit peut subir une dégradation de ses performances, une dérive de ses paramètres, une corrosion des matériaux, etc., voire une défaillance.

Après leur fabrication, les produits électroniques subissent, de la sélection à la maintenance, en passant par l'inventaire, le transport et l'utilisation, l'ensemble de leur cycle de vie est soumis aux contraintes environnementales. Ces dernières entraînent une modification continue des propriétés physiques, chimiques, mécaniques et électriques du produit. Ce processus de modification peut être lent ou transitoire, selon la nature et l'intensité des contraintes environnementales.

La contrainte thermique en régime permanent désigne la température de réponse d'un produit électronique lorsqu'il fonctionne ou est stocké dans un environnement à température donnée. Lorsque cette température dépasse la limite de résistance du produit, celui-ci ne peut plus fonctionner dans la plage de paramètres électriques spécifiée. Cela peut entraîner un ramollissement et une déformation des matériaux, une réduction des performances d'isolation, voire une surchauffe et une destruction du produit. Dans ce cas, le produit est exposé à une température élevée. Une surchauffe peut provoquer une défaillance rapide. Lorsque la température de réponse ne dépasse pas la plage de température de fonctionnement spécifiée, l'effet de la contrainte thermique en régime permanent se manifeste sur le long terme. Avec le temps, les matériaux vieillissent progressivement, les paramètres de performance électrique se dégradent et les performances se dégradent, ce qui finit par entraîner une défaillance du produit. On parle alors de contrainte thermique à long terme. La contrainte thermique en régime permanent subie par les produits électroniques provient de la température ambiante et de la chaleur générée par leur propre consommation d'énergie. Par exemple, en raison d'une défaillance du système de dissipation thermique et d'une fuite de chaleur importante au niveau de l'équipement, la température du composant peut dépasser la limite supérieure de température admissible. Le composant est alors exposé à une température élevée. Contraintes thermiques : dans des conditions de fonctionnement stables et prolongées, à température ambiante constante, le produit subit des contraintes thermiques importantes. La limite de résistance à la haute température des produits électroniques peut être déterminée par des tests de cuisson à haute température par paliers, et leur durée de vie en régime permanent peut être évaluée par des tests de vieillissement accéléré (accélération de la température).

Les contraintes thermiques variables se produisent lorsque des produits électroniques sont soumis à des variations de température. En raison des différences de coefficients de dilatation thermique des matériaux qui les composent, l'interface entre ces matériaux subit des contraintes thermiques. Lors de variations de température importantes, le produit peut se rompre instantanément au niveau de cette interface. On parle alors de surcontrainte thermique ou de choc thermique. À l'inverse, lorsque les variations de température sont plus lentes, les contraintes thermiques variables se manifestent sur une longue période. L'interface continue alors de supporter ces contraintes, ce qui peut entraîner l'apparition de microfissures localisées. Ces dommages s'accumulent progressivement et finissent par provoquer la rupture de l'interface. Le produit est alors exposé à des contraintes thermiques variables ou à des cycles de température prolongés. Ces contraintes thermiques variables, auxquelles sont soumis les produits électroniques, proviennent des variations de température de leur environnement et de leurs propres états de fonctionnement. Par exemple, lors du passage d'un environnement intérieur chaud à un environnement extérieur froid, sous un fort rayonnement solaire, en cas de pluie soudaine ou d'immersion dans l'eau, lors de variations rapides de température entre le sol et la haute altitude d'un aéronef, lors d'un fonctionnement intermittent en environnement froid, lors du lever et du coucher du soleil dans l'espace, lors des opérations de refusion et de retravail des modules de microcircuits, le produit est soumis à des chocs thermiques. De même, les variations périodiques de la température ambiante, les conditions de fonctionnement intermittentes, les variations de la température de fonctionnement du système lui-même et les variations du volume d'appels des équipements de communication peuvent engendrer des contraintes thermiques. En cas de fluctuations de la consommation électrique, le produit est soumis à des cycles thermiques. Le test de choc thermique permet d'évaluer la résistance des produits électroniques aux variations de température drastiques, tandis que le test de cyclage thermique permet d'évaluer leur capacité à fonctionner durablement dans des conditions de températures alternant entre hautes et basses températures.

2. Contraintes mécaniques

Les contraintes mécaniques des produits électroniques comprennent trois types de contraintes : les vibrations mécaniques, les chocs mécaniques et l'accélération constante (force centrifuge).

Les contraintes vibratoires mécaniques désignent un type de contrainte mécanique générée par les produits électroniques effectuant un mouvement de va-et-vient autour d'une position d'équilibre sous l'action de forces extérieures. Selon leurs causes, les vibrations mécaniques sont classées en vibrations libres, vibrations forcées et vibrations auto-entretenues. Leur mode de propagation se divise en vibrations sinusoïdales et vibrations aléatoires. Ces deux formes de vibrations exercent des forces destructrices différentes sur le produit, les vibrations aléatoires étant plus destructrices. C'est pourquoi la plupart des tests d'évaluation des vibrations utilisent des essais de vibrations aléatoires. L'impact des vibrations mécaniques sur les produits électroniques se traduit par des déformations, des flexions, des fissures, des ruptures, etc. Sous l'effet de contraintes vibratoires prolongées, les matériaux d'interface structurels peuvent se fissurer par fatigue et rupture mécanique. En cas de résonance, une rupture par fissuration due à une contrainte excessive peut survenir, endommageant instantanément le produit. Les contraintes vibratoires mécaniques subies par les produits électroniques proviennent des charges mécaniques de leur environnement de travail, telles que la rotation, les pulsations, les oscillations et autres contraintes mécaniques environnementales des aéronefs, véhicules, navires, véhicules aériens et structures mécaniques terrestres. Ces contraintes sont particulièrement importantes lorsque le produit est transporté à l'arrêt. En tant que composant embarqué ou aéroporté en fonctionnement, il est inévitable qu'il subisse des contraintes vibratoires mécaniques. Les essais de vibration mécanique (notamment les essais de vibration aléatoire) permettent d'évaluer l'adaptabilité des produits électroniques aux vibrations mécaniques répétitives en cours d'utilisation.

La contrainte de choc mécanique désigne une contrainte mécanique unique provoquée par une interaction directe entre un produit électronique et un autre objet (ou composant), sous l'effet de forces environnementales externes. Cette interaction entraîne une modification instantanée de la force, du déplacement, de la vitesse ou de l'accélération du produit. Sous l'effet de cette contrainte, le produit peut libérer et transférer une énergie considérable en un laps de temps très court, causant des dommages importants tels que des dysfonctionnements, des courts-circuits ou des coupures, ainsi que des fissures et des ruptures de la structure du boîtier. Contrairement aux dommages cumulatifs causés par des vibrations prolongées, les dommages dus à un choc mécanique se manifestent par une libération d'énergie concentrée. L'amplitude du choc est plus importante et sa durée plus courte. La valeur de crête responsable des dommages est l'impulsion principale. Sa durée n'est que de quelques millisecondes à quelques dizaines de millisecondes, et les vibrations qui suivent s'atténuent rapidement. L'intensité de cette contrainte de choc mécanique est déterminée par l'accélération de crête et la durée de l'impulsion. L'amplitude de l'accélération maximale reflète l'intensité de la force d'impact appliquée au produit, et l'influence de la durée de l'impulsion de choc sur ce dernier est liée à sa fréquence propre. Les contraintes mécaniques subies par les produits électroniques proviennent de changements brusques de leur état mécanique, tels que les freinages d'urgence et les chocs de véhicules, les largages aériens et amphibies, les tirs d'artillerie, les explosions chimiques ou nucléaires, etc. Les chocs mécaniques, les forces soudaines ou les mouvements brusques dus au chargement, au déchargement, au transport ou aux interventions sur le terrain soumettent également le produit à des contraintes mécaniques. Le test de choc mécanique permet d'évaluer l'adaptabilité des produits électroniques (notamment leurs circuits) aux chocs mécaniques non répétitifs lors de leur utilisation et de leur transport.

La contrainte due à l'accélération constante (force centrifuge) désigne une force centrifuge générée par le changement continu de la direction de déplacement du support lors du fonctionnement de produits électroniques. La force centrifuge est une force d'inertie qui éloigne l'objet en rotation de son centre. La force centrifuge et la force centripète sont égales en intensité et de sens opposé. Lorsque la force centripète, résultante des forces extérieures et dirigée vers le centre du cercle, disparaît, l'objet cesse de tourner et est projeté tangentiellement à sa trajectoire, ce qui l'endommage. L'intensité de la force centrifuge dépend de la masse, de la vitesse et de l'accélération (rayon de rotation) de l'objet. Pour les composants électroniques mal soudés, le décollement des joints de soudure sous l'effet de la force centrifuge peut entraîner la défaillance du produit. La force centrifuge à laquelle sont soumis les produits électroniques provient des conditions de fonctionnement en constante évolution des équipements et des mouvements, comme ceux des véhicules, avions et fusées. Ces derniers doivent résister à une force centrifuge, en plus de la gravité, pendant une durée allant de quelques secondes à quelques minutes. Prenons l'exemple d'une fusée : une fois le changement de direction terminé, la force centrifuge disparaît, puis elle réapparaît, créant ainsi une force centrifuge continue de longue durée. Les tests d'accélération constante (tests centrifuges) permettent d'évaluer la robustesse des structures soudées des produits électroniques, notamment des composants CMS (composants montés en surface) de grande taille.

3. Stress hydrique

Le terme « stress hygrométrique » désigne le stress hydrique subi par les produits électroniques lorsqu'ils fonctionnent dans un environnement atmosphérique présentant un certain taux d'humidité. Les produits électroniques sont très sensibles à l'humidité. Dès que l'humidité relative ambiante dépasse 30 %, les matériaux métalliques du produit peuvent se corroder et leurs performances électriques peuvent se dégrader. Par exemple, en cas d'humidité élevée prolongée, les performances d'isolation des matériaux isolants diminuent après absorption d'humidité, ce qui peut provoquer des courts-circuits ou des chocs électriques à haute tension. Les composants électroniques de contact, tels que les fiches et les prises, sont sujets à la corrosion lorsque l'humidité se dépose à leur surface, formant une couche d'oxyde qui augmente la résistance du dispositif de contact et peut, dans les cas les plus graves, bloquer le circuit. Dans un environnement très humide, le brouillard ou la vapeur d'eau peuvent provoquer des étincelles lors de l'activation des contacts de relais, les rendant inopérants. Les puces semi-conductrices sont particulièrement sensibles à la vapeur d'eau : dès que de la vapeur d'eau se dépose à leur surface, elles peuvent se corroder. Pour protéger les composants électroniques de la corrosion par la vapeur d'eau, on utilise des techniques d'encapsulation ou de conditionnement hermétique afin de les isoler de l'atmosphère extérieure et de la pollution. Les contraintes d'humidité auxquelles sont exposés les produits électroniques proviennent de l'humidité présente à la surface des matériaux utilisés dans leur environnement de fonctionnement, ainsi que de l'humidité qui pénètre à l'intérieur des composants. L'importance de ces contraintes est liée au taux d'humidité ambiante. Les régions côtières du sud-est de mon pays connaissent une forte humidité, particulièrement au printemps et en été, lorsque l'humidité relative dépasse 90 %. Dans ces conditions, l'influence de l'humidité est un problème incontournable. L'adaptabilité des produits électroniques à une utilisation ou un stockage en conditions d'humidité élevée peut être évaluée par des tests de chaleur humide en régime permanent et des tests de résistance à l'humidité.

4. Stress lié aux embruns salés

Les contraintes dues aux embruns salins désignent les contraintes exercées sur la surface des matériaux lorsque des produits électroniques fonctionnent dans un environnement atmosphérique composé de fines gouttelettes contenant du sel. Les embruns salins proviennent généralement des milieux marins et des lacs salés. Leurs principaux composants sont le chlorure de sodium (NaCl) et la vapeur d'eau. La présence d'ions Na+ et Cl- est la cause première de la corrosion des métaux. Lorsque les embruns salins adhèrent à la surface d'un isolant, ils réduisent sa résistance de surface. Après absorption de la solution saline par l'isolant, sa résistance volumique diminue d'un facteur 1000. Lorsque les embruns salins adhèrent à la surface des pièces mécaniques mobiles, la corrosion augmente en raison de la formation de composés corrosifs. Si le coefficient de frottement augmente, les pièces mobiles peuvent même se bloquer. Bien que des techniques d'encapsulation et d'étanchéité à l'air soient utilisées pour éviter la corrosion des puces semi-conductrices, les broches externes des appareils électroniques finissent souvent par dysfonctionner à cause de la corrosion par embruns salins. La corrosion des circuits imprimés peut provoquer des courts-circuits dans les pistes adjacentes. Les contraintes dues aux embruns salins subies par les produits électroniques proviennent donc des embruns présents dans l'atmosphère. Dans les zones côtières, à bord des navires, l'atmosphère est fortement salée, ce qui a un impact important sur le conditionnement des composants électroniques. Le test au brouillard salin permet d'accélérer la corrosion de ces boîtiers et d'évaluer leur résistance à ce phénomène.

5. Contrainte électromagnétique

Les contraintes électromagnétiques désignent les contraintes auxquelles un produit électronique est soumis dans un champ électromagnétique composé de champs électriques et magnétiques alternatifs. Un champ électromagnétique comprend deux composantes : le champ électrique et le champ magnétique. Leurs caractéristiques sont respectivement représentées par l’intensité du champ électrique E (ou le déplacement électrique D) et l’induction magnétique B (ou l’intensité du champ magnétique H). Dans un champ électromagnétique, le champ électrique et le champ magnétique sont étroitement liés. La variation du champ électrique induit un champ magnétique, et inversement. L’excitation mutuelle des champs électrique et magnétique provoque la propagation d’ondes électromagnétiques. Ces ondes peuvent se propager spontanément dans le vide ou la matière. Les champs électrique et magnétique oscillent en phase et sont perpendiculaires l’un à l’autre. Ils se propagent dans l’espace sous forme d’ondes. Le champ électrique, le champ magnétique et la direction de propagation sont perpendiculaires entre eux. La vitesse de propagation des ondes électromagnétiques dans le vide est celle de la lumière (3 × 10⁸ m/s). Généralement, les ondes électromagnétiques concernées par les interférences électromagnétiques sont les ondes radio et les micro-ondes. Plus la fréquence des ondes électromagnétiques est élevée, plus leur pouvoir de rayonnement électromagnétique est important. Pour les composants électroniques, les interférences électromagnétiques (IEM) constituent le principal facteur affectant leur compatibilité électromagnétique (CEM). Ces interférences proviennent des interactions entre les composants internes et les équipements électroniques externes. Elles peuvent avoir un impact significatif sur les performances et le fonctionnement des composants. Par exemple, si les composants magnétiques internes d'un convertisseur CC/CC génèrent des interférences électromagnétiques, cela affectera directement l'ondulation de la tension de sortie. De même, les rayonnements radiofréquences peuvent pénétrer directement dans le circuit interne des produits électroniques à travers leur boîtier, ou être convertis en perturbations conductrices. La résistance aux interférences électromagnétiques des composants électroniques peut être évaluée par des tests de compatibilité électromagnétique et une analyse du champ électromagnétique en champ proche.