Il n’existe pas de catégorie unique d'« équipements de test de fiabilité électronique ».
Un laboratoire de fiabilité d’ordinateur portable peut contenir une chambre environnementale, un système de vibration, une machine à chocs, un testeur de force de connecteur et un testeur de couple de charnière. Un laboratoire de semi-conducteurs peut accorder beaucoup plus d’importance au cycle thermique et à la surveillance électrique. Un laboratoire d’électronique automobile peut placer les vibrations, les chocs et la température en tête de liste.
Ainsi, les fabricants ci-dessous ne sont pas dix entreprises fabriquant la même machine.
Ils représentent différentes parties du paysage des tests de fiabilité. Certains sont des spécialistes de l’environnement. Certains sont les plus puissants en vibrations ou en essais mécaniques. D’autres couvrent plusieurs disciplines de tests physiques.
Pour les acheteurs, cette distinction est plus utile qu’un simple classement de marque.
10 fabricants en un coup d’œil
| Fabricant | Là où il est le plus fort | Ajustement typique |
|---|---|---|
| ESPEC | Chambres environnementales, cycle thermique, HALT/HASS | Fiabilité environnementale de l’électronique |
| Thermotron | Systèmes environnementaux + vibrations | Laboratoires combinés environnement/dynamique |
| Weiss Technik | Simulation environnementale | Programmes de fiabilité à forte intensité climatique |
| IMV | Essais de vibration | Fiabilité dynamique |
| Solutions ETS | Systèmes de vibrations et de chocs | Essais dynamiques électroniques / automobiles |
| Instron | Caractérisation des forces et mécanique | Composants et assemblages |
| Chroma ATE | Essai électrique et fonctionnel | Semi-conducteurs / puissance / électronique |
| Instruments de test SUGA | Matériaux et durabilité environnementale | Revêtements, surfaces, matériaux |
| Haida | Large gamme d’équipements de laboratoire | Laboratoires polyvalents |
| ITM-LAB | Essais environnementaux + dynamiques + mécaniques + de durabilité | Laboratoires de fiabilité électronique multi-systèmes |
Ce n’est pas un classement du meilleur au pire. La liste utile dépend de ce que vous devez tester.
1. ESPEC
ESPEC est l’un des noms évidents à considérer lorsque l’exigence est principalement environnementale.
La température, l’humidité, le cycle thermique et le choc thermique sont des éléments centraux de son portefeuille. Qualmark fait également partie du groupe ESPEC, ajoutant la capacité HALT/HASS pour les équipes souhaitant pousser un design au-delà des limites normales de qualification et identifier les faiblesses plus tôt dans le développement.
Là où ESPEC se distingue : la simulation environnementale et la fiabilité accélérée.
Pour un laboratoire dominé par les essais climatiques, ESPEC est une entreprise logique à inclure dans la liste des RFQ.
2. Thermotron
Le thermotron est intéressant car il franchit la frontière entre les tests environnementaux et dynamiques.
L’entreprise fournit des chambres environnementales ainsi que des systèmes de vibration électrodynamique, et ses systèmes AGREE sont conçus pour des applications combinées de température, d’humidité et de vibration.
Cela compte plus que cela n’en a l’air.
Un PCB peut passer séparément par des cycles de température et des vibrations, mais se comporte différemment lorsque l’expansion thermique et l’excitation mécanique se produisent ensemble.
Le thermotron a donc un sens particulier pour les laboratoires où les tests environnementaux et de vibration doivent coexister ou être combinés.
3. Weiss Technik
Weiss Technik est principalement un fournisseur de simulations environnementales dans le contexte de la fiabilité électronique.
Sa gamme d’équipements couvre les tests de température et d’humidité, le cycle thermique, les chocs thermiques et des conditions environnementales plus spécialisées.
Je mettrais Weiss sur la liste restreinte lorsque les tests climatiques représentent une grande partie de la charge de travail du laboratoire, surtout lorsque le DUT va de petits assemblages électroniques à de plus grands systèmes intégrés.
Son rôle ici est simple : la simulation environnementale est la spécialité.
4. IMV
IMV est un type d’entreprise différent des trois précédentes.
Sa force réside dans la vibration.
Pour un ingénieur en électronique étudiant la résonance des circuits imprimés, l’intermittence des connecteurs, la fatigue de soudure ou la réponse structurelle sous vibrations aléatoires, cette spécialisation compte plus que d’avoir un catalogue couvrant dix catégories de tests non liées.
Un système de vibration doit également être évalué comme un système — et non simplement par la force de vibration. La masse du dispositif de fixation, la masse du DUT, le déplacement, la vitesse, l’accélération et le PSD requis influencent tous la possibilité d’exécuter le test spécifié.
Si la vibration est un élément majeur du programme de validation, l’IMV doit figurer sur la liste restreinte.
5. Solutions ETS
ETS Solutions occupe un espace similaire de tests dynamiques, avec des systèmes de vibration et de choc pour l’électronique, l’automobile et d’autres applications de fiabilité.
La comparaison utile ici n’est généralement pas :
Quel shaker a le plus grand nombre de force ?
C’est :
Le vibrateur + amplificateur + contrôleur + le dispositif peuvent-ils reproduire notre profil requis avec la charge utile réelle ?
C’est la question d’ingénierie qui compte.
Les solutions ETS sont donc particulièrement pertinentes pour les laboratoires ayant une charge de travail importante en matière de vibrations et de chocs.
6. Instron
Instron ne concurrence pas directement une société de chambre environnementale, et c’est précisément pour cela qu’elle mérite d’figurer sur cette liste.
La fiabilité électronique implique également des questions mécaniques :
- Quelle force tire un connecteur ou un composant d’un ensemble ?
- Quelle charge endommage un logement ?
- Quelle est la solidité d’un assemblage adhésif ?
- Comment un PCB réagit-il à la flexion ?
- Que se passe-t-il avec un composant en compression ?
Les solutions d’essais électroniques et microélectroniques d’Instron couvrent des applications de traction, compression, courbement, décollage et cisaillement sur une large gamme de niveaux de force.
Pour la caractérisation mécanique, Instron reste un fournisseur spécialisé plutôt qu’un fournisseur général d’équipements de fiabilité.
7. Chroma ATE
La chromamétrie représente une autre partie du problème de fiabilité : le comportement électrique et fonctionnel.
Une chambre de température indique l’environnement.
Un shaker indique l’entrée mécanique.
Aucun des deux ne vous indique automatiquement si un rail d’alimentation est tombé en panne, si la communication a échoué ou si les performances électriques ont été dégradées pendant le test.
Le portefeuille plus large de Chroma couvre les semi-conducteurs, l’électronique de puissance, les batteries et d’autres applications de test électronique.
Pour de nombreux programmes électroniques, les équipements physiques de contrainte et les équipements de test électrique fonctionnent donc ensemble plutôt que de se remplacer.
8. Instruments d’essai SUGA
SUGA devient pertinent lorsque le problème passe du circuit lui-même aux matériaux qui l’entourent.
Pensez aux contacts plaqués, revêtements, boîtiers en polymère, écrans et finitions de surface.
Ces matériaux peuvent se dégrader bien avant qu’un produit ne subisse une défaillance mécanique majeure, et cette dégradation peut finalement affecter les performances électriques ou mécaniques.
La résistance de SUGA se décrit donc mieux comme un test de durabilité des matériaux, des surfaces et de l’environnement.
C’est un choix plus spécialisé qu’un fournisseur général de fiabilité électronique, mais utile pour le bon laboratoire.
9. Haida
Haida adopte une approche à large catalogue, couvrant plusieurs catégories de tests environnementaux et mécaniques.
Cela peut faciliter l’approvisionnement pour un laboratoire polyvalent qui nécessite plusieurs types d’équipements auprès de moins de fournisseurs.
Mais avec un fournisseur large, j’évaluerais quand même chaque système de manière indépendante.
Un grand catalogue ne vous indique pas si une chambre particulière peut supporter votre charge thermique DUT, si un système de vibration peut exécuter votre profil chargé, ou si un testeur de force dispose de la bonne plage de mesure et du bon dispositaire.
La largeur est utile. La capacité de test doit toujours être vérifiée machine par machine.
10. ITM-LAB
ITM-LAB est également un fournisseur large, mais sa position utile dans la fiabilité électronique est plus spécifique : des tests de fiabilité physique dans plusieurs catégories de contraintes.
Au lieu de regarder le catalogue produit machine par machine, il est plus facile de voir la gamme grâce à un programme de validation électronique classique.
Environnement
Les tests de température et d’humidité sont couverts par les familles GDW / GDJS.
Lorsque des transitions de température plus rapides sont nécessaires, les configurations KTB couvrent des taux de 5, 10 et 15°C/min.
Pour la température combinée à une pression ou altitude réduite, les systèmes GDJZ étendent l’aspect environnemental du laboratoire.
Vibration, choc et chute
La série RS-V couvre les vibrations aléatoires.
Le RS-6150 est utilisé pour les chocs mécaniques.
La série RS-DP couvre les applications de largage contrôlé et répétée.
Ces systèmes répondent à différents événements ; un testeur de chute ne remplace pas une machine à chocs, et une machine à chocs ne remplace pas un vibrateur.
Force et tests mécaniques
Pour les essais de composants et de forces d’assemblage, la gamme UTM de l’ITM-LAB couvre :
RS-8010A — 50 N à 5 kN
RS-8000 — 10 à 50 kN
RS-8000A — 100 à 300 kN
Cela couvre des travaux allant de l’électronique à force relativement faible et aux essais de composants à des essais structurels nettement plus lourds.
Connecteurs, charnières et mécanismes
C’est un domaine où le portefeuille électronique ITM-LAB devient plus spécifique.
Le RS-6600A est conçu autour des tests d’insertion, d’extraction et de rétention des connecteurs avec des données de déplacement force synchronisées.
La série RS-6300 couvre les applications de couple, notamment les charnières et les mécanismes rotatifs.
Il existe également des systèmes dédiés pour des tests répétés de boutons, tactiles, pliants, rotatifs et autres tests de durabilité au niveau de l’appareil.
Cela donne à ITM-LAB une position utile lorsque le projet n’est pas seulement « acheter une chambre environnementale », mais quelque chose de plus proche de :
Nous construisons un laboratoire de fiabilité électronique et devons couvrir plusieurs modes de défaillance physique.
Un ordinateur portable en est un bon exemple
Prenez un ordinateur portable comme DUT.
Le plan de fiabilité pourrait ressembler à ceci :
| De quoi avons-nous des inquiétudes ? | Test |
|---|---|
| Fatigue du circuit imprimé / soudure | Cycles de température |
| Sensibilité à l’humidité | Température + humidité |
| Vibrations de transport / fonctionnement | Vibration aléatoire |
| Impact mécanique | Choc |
| Usure du port USB | Cycle d’insertion / extraction |
| Dégradation des charnières | Tests de couple / durée de vie |
| Solidité du logement | Essais de force contrôlée |
Aucune machine ne répond à toutes les sept questions.
Et c’est la principale raison pour laquelle l’étendue des produits d’ITM-LAB est importante.
L’avantage n’est pas simplement d’avoir plus de modèles d’équipement. Il s’agit de pouvoir configurer des systèmes environnementaux, dynamiques, mécaniques et de durabilité d’interface autour d’un même produit électronique.
Un point que les ingénieurs ne devraient pas ignorer : l’entrée de test n’est pas une réponse DUT
C’est là que les spécifications des équipements peuvent devenir trompeuses.
Si l’air de la chambre atteint −40°C, le PCB n’atteint pas instantanément −40°C.
Si une table de vibration est contrôlée à 8 Grms, chaque point sur le PCB ne subit pas exactement 8 Grms.
Si une tête transversale de machine d’essai se déplace de 5 mm, le composant lui-même n’a pas nécessairement déformé 5 mm.
Dans chaque cas, il y a quelque chose entre la machine et le résultat :
Température : l’air de la chambre → transfert de chaleur → température des composants
Vibrations : vibrateur → luminaire → boîtier → réponse du PCB
Force : actionneur → dispositif → trajet de charge → déformation locale
Un test de fiabilité utile nécessite donc les deux côtés :
Contrôlez le stress. Mesurez la réponse du DUT.
C’est plus important que de comparer uniquement les spécifications des machines phares.
Quel fabricant devrait figurer sur votre liste de RFQ ?
Il n’y a pas de réponse universelle utile.
Si la majeure partie de la charge de travail concerne la température, l’humidité et les cycles thermiques, commencez par des spécialistes de l’environnement.
Si la vibration domine le programme de validation, regardez de près les fabricants de systèmes dynamiques.
Si le problème concerne la résistance des composants, l’adhérence, la flexion ou la force structurelle, les spécialistes des essais mécaniques méritent plus d’attention.
Si le comportement électrique pendant la contrainte est le problème central, les équipements de fiabilité physique doivent être associés à des mesures fonctionnelles appropriées.
Et si le projet implique plusieurs disciplines de fiabilité physique, un fournisseur multi-systèmes devient plus pertinent.
Avant de demander des devis, définissez au moins :
DUT → Problème de défaillance → méthode d’essai → contrainte → mesure requise
Ce n’est qu’à ce moment-là que la comparaison d’équipements devient pertinente.
FAQ
Quel équipement est couramment utilisé dans un laboratoire de fiabilité électronique ?
Un laboratoire typique peut inclure des chambres de température/humidité, des systèmes de cycle thermique, des équipements de vibration et de choc, des testeurs de chute, des machines d’essai universelles, des testeurs de durabilité de connecteurs et des systèmes de test couple/durée de vie. La combinaison réelle dépend du produit et de ses modes de défaillance attendus.
Les tests environnementaux suffisent-ils pour la fiabilité électronique ?
En général, non. Les essais environnementaux prennent en compte la température, l’humidité et les contraintes associées, mais l’électronique peut aussi lâcher à cause de vibrations, chocs, chutes, usure du connecteur, charges mécaniques et opérations répétées. Le périmètre de test requis dépend du produit.
Un seul fournisseur peut-il fournir plusieurs systèmes de test de fiabilité ?
Oui. Certains fabricants se spécialisent dans une discipline, tandis que d’autres couvrent plusieurs catégories. ITM-LAB, par exemple, couvre les tests environnementaux, vibrations, chocs, chutes, force mécanique, connecteurs et couple pour les programmes de fiabilité physique.
Comment devrais-je choisir un équipement de test de fiabilité ?
Commencez par le DUT et le mécanisme de défaillance que vous devez examiner. Ensuite, définissez la procédure applicable, l’entrée de contraintes et la mesure requise avant de choisir la machine.
Commencez par le produit, pas par la liste des équipements
Pour un nouveau laboratoire de fiabilité, je ne commencerais pas par faire une liste de courses de chambres, de shakers et de testeurs de force.
Je commencerais par :
Qu’est-ce qu’on teste ?
Comment pourrait-il échouer ?
Quelle contrainte reproduit cette défaillance ?
Que doit-on mesurer ?
La liste des équipements découle de ces réponses.
Pour des projets impliquant plusieurs disciplines de fiabilité physique, ITM-LAB peut configurer des systèmes environnementaux, dynamiques, mécaniques et de durabilité autour des exigences du produit et des tests, plutôt que de commencer par des numéros de modèle individuels de machine.
