Solutions de tests de résistance aux contraintes environnementales (ESS) et chambres d'essai

Un processus de contrôle environnemental plus performant pour garantir la fiabilité de la production

Toutes les défaillances ne sont pas détectables en fin de chaîne de production. Des défauts latents peuvent passer inaperçus lors des premiers tests, puis se manifester plus tard sous forme de défaillances précoces sur le terrain. Il est important de se demander où ces produits seront utilisés et comment ils seront soumis à des conditions extrêmes. C'est là que les essais de vieillissement (ESS) apportent une valeur ajoutée.

L'ESS est une méthode d'évaluation de la fiabilité qui consiste à soumettre les produits à des contraintes environnementales contrôlées afin de mettre en évidence les mécanismes de défaillance cachés avant leur mise en service.

Averna développe des solutions de tests de sélection en production et plateformes de test automatisées qui adaptent la sélection aux risques réels liés aux produits et aux objectifs de fiabilité. Il en résulte un processus de sélection environnementale plus efficace, permettant une meilleure détection des défauts et une réduction du coût de la qualité (CoQ).

Ce que l'ESS constate réellement

Fissures au niveau des soudures et soudures froides
Composants marginaux et défauts des composants
Contraintes liées à l'assemblage et défaillances des circuits imprimés dues à ces contraintes
Des défauts électriques intermittents qui échappent aux tests initiaux
Réactions face à des conditions environnementales réelles ou extrêmes

Procédure ESS d'Averna

Chaque mise en œuvre du système ESS commence par une question : quels défauts cherchons-nous à détecter plus rapidement sans nuire aux pièces conformes ? Nous concevons des stratégies de tri qui ciblent les véritables défauts de fabrication tout en préservant l'intégrité des produits et le rendement de la production.

Phase 1
Évaluation des produits et des risques

En collaboration avec nos clients, nous commençons par examiner l'architecture du produit, le processus de fabrication et les mécanismes de défaillance potentiels. Cela nous aide à déterminer où les défaillances latentes sont le plus susceptibles de se produire et quelles contraintes sont pertinentes.
Phase 2
Définition du profil ESS

Si le profil de contrôle n'est pas encore défini (par exemple dans le cas d'applications critiques), nous en élaborons un en nous basant sur les conditions réelles d'utilisation, de manipulation, de stockage et de transport du produit. Les niveaux de contrainte sont choisis de manière à faire apparaître les défauts sans endommager les unités conformes.
Phase 3
Application contrôlée de contraintes

Les contraintes environnementales sélectionnées sont appliquées selon une séquence contrôlée et reproductible. En fonction de l'équipement sous test (DUT), cela peut inclure des cycles de température, des essais de vibrations aléatoires, des conditions de température et d'humidité élevées, des chocs, des essais HALT/HASS, une exposition aux rayonnements, des essais sous vide ou des conditions de contraintes combinées.
Phase 4
Vérification fonctionnelle et retour d'information

Les unités sont contrôlées avant, pendant et après le criblage afin de vérifier leurs performances et d'identifier les défaillances. Les données issues du criblage peuvent ensuite être transmises aux équipes de fabrication et de qualité afin de faciliter la mise en place de mesures correctives et l'amélioration de la fiabilité.

Secteurs d'activité que nous accompagnons dans le cadre de tests de résistance aux contraintes environnementales

Nos programmes de test ont été validés dans un large éventail de secteurs d'activité dans lesquels nous intervenons régulièrement. Cela nous confère une solide expertise dans les domaines suivants :

Contrôle des composants électroniques et des systèmes embarqués critiques, pour lesquels les défaillances en début de vie sont inacceptables. Les profils ESS sont adaptés aux exigences des programmes de haute fiabilité et aux cycles de vie prolongés des produits.

Évaluation de la fiabilité des systèmes diagnostiques et thérapeutiques, garantissant des performances stables en cas de contraintes thermiques et mécaniques, tout en répondant aux exigences en matière de validation et de traçabilité.

Contrôle des unités de commande électroniques (ECU), des systèmes de batterie et de l'électronique de puissance exposés à des conditions environnementales difficiles et à des contraintes thermiques et mécaniques répétées.

Stratégies de test ESS en ligne et en fin de ligne conçues pour la production à grand volume, visant à détecter les défaillances intermittentes et à réduire au minimum les coûts liés aux retours de matériel.

Chambres d'essai ESS sur mesure pour votre gamme de produits

Que vous ayez besoin d'une chambre ESS autonome, d'une plateforme intégrée de tests vibratoires et thermiques ou d'une solution de contrôle de production entièrement automatisée, Averna peut vous aider à définir l'architecture la mieux adaptée à votre ligne de production.

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Conception de profils et de systèmes ESS robustes

Les essais de résistance aux contraintes environnementales ne visent pas à valider une conception partant de zéro. Leur rôle est de mettre en évidence les défauts de fabrication et de finition latents avant que le produit ne soit mis en service. Pour y parvenir efficacement, le protocole d'essai doit être élaboré en fonction des conditions réelles du cycle de vie du produit.

Cela inclut les chocs liés au transport, les conditions de stockage, les opérations de manutention et les environnements d'exploitation en service. L'appareil soumis aux essais est configuré de manière à reproduire ces phases aussi fidèlement que possible, qu'il s'agisse d'un contrôle en configuration d'expédition ou en conditions de fonctionnement sous tension.

Paramètres de filtrage

L'efficacité du criblage dépend de la conception du profil. La plage de température, le temps de maintien, le taux de transition, l'intensité des vibrations, la durée du test et l'enchaînement des étapes sont autant de facteurs qui déterminent si le criblage permettra de mettre en évidence des défauts marginaux ou s'il ne fera qu'allonger la durée du test sans améliorer la détection des défauts.

Choisir les bons mécanismes de gestion du stress

Parmi les mécanismes de mise en contrainte disponibles, les cycles thermiques et les vibrations aléatoires sont souvent les plus efficaces pour faire apparaître les défauts latents.

Les cycles thermiques peuvent mettre en évidence des faiblesses liées à une incompatibilité de dilatation des matériaux, à des interconnexions marginales ou à des contraintes induites par l'assemblage.
Les essais de vibrations aléatoires sont particulièrement utiles pour mettre en évidence les défauts de fabrication et les modes de défaillance liés à la mécanique, qui, sans cela, pourraient rester intermittents jusqu'à la mise en service sur le terrain.
D'autres contraintes, telles que les chocs thermiques, l'humidité, les vibrations sinusoïdales, les vibrations multiaxiales ou la pression, peuvent également être prises en compte lorsqu'elles reflètent l'environnement réel du produit.

Logique « Réussite/Échec » : ESS associé à la validation fonctionnelle

L'ESS n'a de sens que s'il est associé à une vérification. Des tests fonctionnels et une inspection visuelle doivent être effectués avant, pendant et après le criblage afin de s'assurer que l'unité reste conforme aux spécifications et que les contraintes exercées ne l'ont pas poussée au-delà de ses limites de conception. Une unité présentant des cartes fissurées ou d'autres signes de surcontrainte est considérée comme défectueuse, même si elle semble encore fonctionner sur le plan électrique.

Données d'essai structurées pour une analyse approfondie de la répétabilité et de la reproductibilité des instruments de mesure

Dans l'ensemble de la solution ESS, Proligent™ permet de simplifier l'analyse R&R des instruments de mesure en organisant automatiquement les données de test selon les unités, les cycles et les conditions de contrainte.

En centralisant les résultats et en conservant le contexte (configuration, opérateur et configuration des tests), Proligent réduit le travail manuel nécessaire à la préparation des données pour les études de répétabilité et de reproductibilité. Cela permet aux équipes d'évaluer rapidement la cohérence des mesures pendant les essais ESS et de se concentrer sur les résultats plutôt que sur le nettoyage des données.

Couverture - Averna garantit des performances irréprochables pour les appareils RF militaires

Dans le secteur de l'aérospatiale et de la défense, un fournisseur de premier plan d'équipements militaires s'est associé à Averna pour intégrer des tests de résistance aux contraintes environnementales (ESS) dans la validation des systèmes de communication RF et de distribution d'énergie.

L'objectif était de détecter précocement les défauts latents et de garantir des performances fiables dans des conditions d'exploitation extrêmes, notamment les températures extrêmes, les vibrations, les chocs et les contraintes électromagnétiques auxquels sont soumis les véhicules militaires terrestres.

L'ESS est mis en œuvre au niveau de l'assemblage des cartes de circuits imprimés (CCA), avant l'assemblage final, ce qui permet une détection précoce des défauts.
Exécution automatisée par lots et en parallèle à l'aide de l'architecture NI TestStand™ afin de maintenir le débit de production.

Cette approche améliore la fiabilité sur le terrain en détectant les défauts avant l'intégration finale, tout en préservant l'efficacité de la production grâce à des processus de test automatisés et évolutifs.

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