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#Actualités du secteur
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Connaissez-vous le test du cycle de température ?
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Avec le développement de la science et de la technologie, les exigences en matière de fiabilité des composants électroniques sont de plus en plus élevées
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Avec le développement de la science et de la technologie, les exigences en matière de fiabilité des composants électroniques sont de plus en plus élevées. En particulier dans l'aviation, l'aérospatiale et d'autres applications. En général, afin de répondre aux exigences de fiabilité du projet, une série de tests environnementaux sont effectués pour vérifier la fiabilité du composant pendant la période allant de la production à la livraison.
Parmi ces tests environnementaux, le test le plus important et le plus efficace est celui du cycle de température. Selon le rapport de l'IES des États-Unis, parmi les différents tests environnementaux couramment utilisés, le test du cycle de température est le plus avantageux, atteignant 77 %. Par conséquent, le test de cyclage de température efficace est d'une grande importance pour améliorer la fiabilité des composants électroniques.
Mécanisme de l'essai de cyclage de la température
Principe du test de cyclage de la température
L'essai de cyclage de température utilise principalement la différence de coefficient de dilatation thermique de différents matériaux à tester. L'objectif principal est de renforcer la contrainte thermique causée par le changement rapide de température sur la détérioration de l'échantillon. Lorsque le composant électronique subit un cycle de température, l'intérieur se dilate et se contracte alternativement. Et lui faire produire des contraintes et des déformations thermiques.
Si le coefficient de dilatation thermique du matériau adjacent à l'intérieur de l'assemblage ne correspond pas. Ces contraintes et déformations thermiques s'intensifient. Les défauts potentiels joueront le rôle d'augmentation de la contrainte, avec l'application continue des cycles de température. Les défauts se développent et finissent par devenir des défauts (comme des fissures) et sont découverts. C'est ce qu'on appelle la fatigue thermique.
Principe de l'augmentation et de la diminution de la température
Essai de cyclage de température L'augmentation et la diminution de la température sont généralement obtenues par le chauffage ou le refroidissement par circulation d'air froid ou chaud dans une seule chambre de cyclage de température. L'efficacité de la chambre de cyclage de température utilisée dans l'essai a une grande incidence sur la précision des résultats de l'essai. La méthode d'ajustement de la température par la chambre de cyclage de température consiste à utiliser un capteur de température pour mesurer la température de l'air ou de l'éprouvette dans la chambre. Une fois le signal converti, le contrôleur compare la valeur de consigne avec le régulateur. Le résultat de la comparaison détermine si le système de chauffage ou de refroidissement fonctionne et est ajusté à la température requise. Il y a généralement un ventilateur dans la chambre à cycle de température pour forcer la convection afin de rendre la température à chaque point de la chambre aussi uniforme que possible.
Il existe deux méthodes de contrôle pour la réglementation :
L'un est contrôlé par le retour de température de l'éprouvette
L'autre est contrôlée par la température de l'air dans la chambre de cyclage de la température.
Dans les deux cas, l'échantillon d'essai et la paroi de la chambre échangent de la chaleur et de l'humidité avec l'air de la chambre.
Paramètres clés du test de cyclage de la température
Pour les produits à piles, comme l'éprouvette est composée de différents matériaux, ses propriétés mécaniques sont également très différentes. Parmi ces propriétés mécaniques, on peut citer le coefficient de Young, la limite d'élasticité, le coefficient de conductivité thermique, le coefficient de dilatation thermique, etc. Par conséquent, lorsque la température de l'éprouvette change, en raison des différentes valeurs de température, des dimensions géométriques connexes, des coefficients de matériaux, des dispositions structurelles, etc.
Pour le test de cyclage de température, les paramètres qui affectent les résultats du test sont principalement les suivants :
Plage de température
Nombre de cycles
Temps d'attente
Taux de variation de la température
Vitesse du vent
Ces paramètres clés sont analysés séparément ci-dessous.
Plage de température
La plage de température est la différence entre les limites de température haute et basse. En principe, plus la plage de température est grande, mieux c'est. Cependant, la situation réelle dépend de la résistance à la chaleur des produits électroniques. Grâce à l'analyse des caractéristiques de transfert de chaleur, nous pouvons comprendre la distribution et le changement de la température interne du produit dans différentes plages de température. L'analyse des caractéristiques de transfert de chaleur peut être analysée par des modèles théoriques ou directement mesurée par des conditions réelles.
Dans le cadre d'un travail réel, il est plus pratique d'utiliser la méthode de mesure. Cependant, il faut faire attention à la nécessité de mettre le produit sous tension lors de la mesure. Car lorsque l'appareil est sous tension, la température du produit change, en particulier pour les produits électroniques de grande puissance. Après avoir compris la répartition et le changement de la température interne du produit dans diverses conditions de cycle de température, vous pouvez choisir la plage de température maximale sans endommager le produit normal.
Nombre de cycles
Comme les alternances de température provoquent une contrainte mécanique dans l'échantillon, la contrainte interne de l'échantillon augmente avec l'augmentation des alternances de température. En théorie, plus il y a de cycles, plus l'accélération est importante. Mais en fait, un nombre trop élevé de cycles peut affecter la durée de vie du produit et augmenter les coûts. C'est pourquoi il est courant de se référer à des expériences antérieures ou à des spécifications connexes pour sélectionner un nombre de cycles approprié. Les meilleurs temps de cycle ont été trouvés par l'analyse des tests.
Temps d'attente
Le temps de maintien dépend du temps d'équilibre thermique lorsque l'échantillon d'essai atteint la température de l'air ambiant. Le temps de rétention de l'échantillon doit être choisi en fonction de la constante de temps thermique de l'échantillon. Pour les produits de grande taille, les constantes de temps thermique de l'intérieur et de la surface peuvent être très différentes, et les paramètres de temps thermique des parties les plus intérieures ou les plus vulnérables doivent être sélectionnés pour les déterminer.
Taux de variation de la température
D'une manière générale, plus le taux de changement de température est élevé, plus l'effet du test est bon. Cependant, en raison de l'influence de la vitesse du vent dans la chambre de cyclage thermique et de la capacité thermique de l'échantillon, la réponse de la température de l'échantillon n'est pas cohérente avec la puissance thermique de la chambre de cyclage thermique. Les résultats montrent que la résistance de l'essai de cyclage thermique n'augmente pas toujours avec l'augmentation du taux de changement de température. Lorsque le taux de variation de la température atteint une certaine valeur, l'augmentation du taux de variation de la température a peu d'effet sur l'essai de résistance aux contraintes environnementales. À ce stade, l'échantillon est insensible aux changements de température. Le changement de température de l'échantillon est évidemment inférieur à celui de la chambre d'essai.
Vitesse du vent
La vitesse du vent est étroitement liée aux paramètres du test de cyclage de la température. Et elle a une grande influence sur la courbe d'augmentation et de diminution de la température de la chambre de cyclage de la température. En outre, des vitesses de vent plus élevées peuvent entraîner des écarts de température plus importants. De plus, l'uniformité de la température de l'échantillon peut être améliorée.
Résumé
Parmi les différents stress liés à l'examen environnemental préalable couramment utilisés, la température du cycle d'examen préalable est la plus efficace. La chambre d'essai du cycle de température de notre société répond aux normes suivantes :
IEC62133
UL1642
UN38.3