La réponse réside dans l'immense stress thermique induit par les changements de température rapides.Les ingénieurs utilisent des " tests de durée de vie accélérés " pour simuler les variations de température dans le monde réel et identifier les défauts latents à un stade précoce.Parmi ces méthodes, les essais de choc thermique et les essais de cycle thermique sont des outils essentiels pour soumettre les appareils à des changements de température extrêmes et répétitifs afin d'accélérer les mécanismes de défaillance.
Les tests de choc thermique et de cycle thermique évaluent les performances d'un produit dans des conditions alternantes de chaleur et de froid, induisant des contraintes dues à l'expansion et à la contraction thermiques.Comme les différents matériaux s'étendent et se contractent à des vitesses variablesCependant, ces méthodes diffèrent sensiblement dans leurs vitesses de transition de température.
Les tests de choc thermique privilégient la vitesse, les variations de température dépassant généralement 15°C par minute.avec des vitesses généralement inférieures à 15°C par minute, souvent comprises entre 1°C et 10°C par minute sur la base de données empiriques.
Les essais de choc thermique basculent rapidement entre des températures extrêmement élevées et basses, soumettant l'appareil soumis à l'essai (DUT) à un stress thermique intense pour accélérer les mécanismes de défaillance.Cette méthode simule des scénarios où les produits subissent des changements de température brusques, tels que les appareils électroniques extérieurs exposés à des changements climatiques soudains.
Il est à noter que le choc thermique a tendance à provoquer des défaillances de surstress, telles que des fractures des articulations de soudure dues à un stress de traction, alors que le cycle thermique induit plus souvent une fatigue de rampe de cisaillement ou une relaxation du stress.L'équipement d'essai utilise généralement une seule chambre où la température de l'air est rapidement modifiéeLes systèmes avancés tels que MPI Thermal® de la série TA permettent des transitions plus rapides en combinant des chambres d'essai avec des systèmes de flux d'air thermique de précision.
Le cycle thermique (ou cycle de température) évalue l'endurance d'un appareil sous des températures extrêmes répétées, ciblant principalement les défaillances causées par des coefficients d'expansion thermique (CTE) incohérents.En imitant les fluctuations de température dans le monde réel, il évalue la capacité d'un produit à résister à un stress thermique prolongé.
Cet essai permet d'identifier les modes de défaillance critiques, notamment:
- défauts d'interconnexion de la grille à billes (BGA)
- Délamination de cartes de circuits imprimés (PCB)
- Fracturation des joints de soudure
- Échec du joint hermétique
- Endommagement de la broche ou du terminal
Le cycle thermique joue un rôle essentiel dans la validation des PCB post-assemblage.Comparé au choc thermique, le cycle thermique offre une méthode d'évaluation plus pratique et plus robuste.
Le processus de cycle thermique standard implique:
- Préparation:Inspection des PCB pour détecter les défauts visibles
- Tests initiaux:Vérification de la fonctionnalité de référence
- Cycles de température:Phases de chauffage/refroidissement répétées avec des temps de repos contrôlés
- Tests intermittents:Surveillance des performances pendant les cycles
- L'analyse finale:Évaluation complète après l'essai
La demande croissante d'électronique fiable a conduit à des innovations dans les tests de PCB.
L'automatisation réduit les erreurs humaines tout en augmentant le débit.
Les chambres modernes assurent un contrôle précis de la température, simulant diverses conditions environnementales pour des évaluations précises de la fiabilité.
Les systèmes de surveillance avancés suivent les profils de température, les contraintes mécaniques et les indicateurs de performance pendant les essais, permettant des améliorations de conception basées sur les données.