Test de cycle de température — IEC 60068-2-14 Nb / ISO 16750-4

Qu'est-ce que Cyclage thermique ?

Le test de cyclage de température est un test dans lequel l'échantillon est cyclé un nombre défini de fois entre une température élevée et basse à une vitesse de transition contrôlée. Elle est définie comme méthode Nb dans l'IEC 60068-2-14 et implique une transition plus lente que le choc thermique.

Objectif de Cyclage thermique

L'objectif est de révéler la fatigue causée par les changements répétés de température dans des joints combinant des matériaux ayant des coefficients de dilatation différents.

À quels produits Cyclage thermique s'applique-t-il ?

Cartes électroniques et joints de soudure
Unités de contrôle automobile
Modules de batterie
Éclairage LED
Connexions des connecteurs et des câbles

Dans quels secteurs Cyclage thermique est-il utilisé ?

ÉlectroniqueÉlectriqueAutomobileDéfenseAérospatial

Normes relatives à Cyclage thermique

IEC 60068-2-14essai de changement de température test
ISO 16750-4Conditions environnementales dans les équipements électriques/électroniques des véhicules test
MIL-STD-810 Method 503
JEDEC JESD22-A104

Conditions de Cyclage thermique

Plage de température: Température supérieure et inférieure définie dans le cahier des charges
Vitesse de transition: Contrôlé selon la norme IEC 60068-2-14 Nb, généralement 1 à 5 °C/min
Temps de maintien: Temps nécessaire pour permettre à l'échantillon de s'équilibrer à chaque température extrême
Nombre de cycles: Défini dans la spécification (par exemple 100, 500, 1000 cycles)

Équipement pour Cyclage thermique

Chambre de température programmable
Enregistrement de température multicanal
Configuration de surveillance de fonction ou de résistance
Système d'enregistrement de données

Exigences d'échantillon pour Cyclage thermique

L'échantillon doit être placé avec une libre circulation d'air dans la chambre
Une surveillance continue de la résistance est recommandée pour les joints de soudure
La fonction doit être vérifiée avant le test
Les thermocouples doivent être connectés aux points critiques

Durée de Cyclage thermique

Cela dépend du nombre de cycles. Un programme de 500 cycles peut prendre plusieurs semaines selon la durée du cycle.

Procédure de Cyclage thermique

1L'échantillon est placé dans la chambre et un suivi est mis en place.
2Le profil du cycle (températures, taux de transition, maintien) est chargé.
3Le nombre de cycles défini est exécuté.
4Un contrôle fonctionnel intermédiaire est effectué à intervalles définis.
5Un dernier contrôle fonctionnel et une inspection visuelle sont effectués à la fin du programme.

Critères d'acceptation de Cyclage thermique

Le critère d'acceptation est défini dans le cahier des charges : continuité de fonction, pas d'augmentation de la résistance de soudure ou de connexion au-delà de la limite définie, et pas de fissuration.

Évaluation des résultats

Si une surveillance continue de la résistance est utilisée, les événements de circuit ouvert sont enregistrés avec le nombre de cycles. Une coupe transversale est réalisée pour examiner les fissures de soudure si nécessaire.

Rapport de Cyclage thermique

Norme et méthode appliquée
Plage de température, taux de transition et temps de séjour
Nombre de cycles
Résultats du contrôle de fonction/résistance
Examen visuel et, si nécessaire, métallographique

Accréditation

EUROLAB détient une accréditation internationalement reconnue obtenue auprès des organismes d'accréditation parties aux accords de reconnaissance multilatérale de l'IAF et de l'ILAC, selon ISO/IEC 17025 pour les tests en laboratoire, ISO/IEC 17020 pour l'inspection et la surveillance, et ISO/IEC 17021-1 et ISO/IEC 17065 pour la certification des systèmes et des produits. Cette chaîne garantit que les rapports et certificats délivrés sont acceptés dans le monde entier.

La possibilité de proposer ce test dans le cadre d'une accréditation dépend de votre produit et de la norme appliquée ; l'accréditation étant méthodologique, le périmètre est confirmé par écrit au stade du devis.

Portée et autorisations

Règlements connexes

Spécifications des composants automobiles et électroniques

Essais environnementaux et climatiques — Que couvre ce domaine d'essai ?

La section ci-dessous décrit le domaine auquel appartient l'essai Cyclage thermique ; les conditions et critères d'acceptation de cet essai figurent dans les sections ci-dessus. Le périmètre propre à votre produit est confirmé par écrit au stade du devis.

Les essais environnementaux montrent si un produit résiste à des facteurs ambiants tels que la température, l'humidité, la pression, le rayonnement solaire, la poussière, l'eau et les atmosphères corrosives. L'objectif n'est pas de casser le produit mais d'anticiper, sous forme ACCÉLÉRÉE, les conditions qu'il rencontrera durant sa vie.

Les profils d'essai sont dérivés de l'exposition réelle du produit, et cette dérivation constitue le véritable travail d'ingénierie de ce domaine. Un appareil fonctionnant dans un bureau fermé et un autre monté sur un poteau ne sont pas testés avec le même profil. La série IEC 60068 définit des méthodes générales, MIL-STD-810 des profils militaires, RTCA DO-160 des profils aéronautiques et la série ISO 16750 des profils automobiles basés sur l'emplacement. Un essai appliqué sans sélection de profil engendre à la fois un coût inutile et une fausse confiance.

Les essais de température simulent trois phénomènes distincts, produisant chacun des modes de défaillance différents. La température élevée/basse constante teste si le matériau peut fonctionner à cette température. Le CYCLAGE thermique crée de la fatigue aux jonctions entre matériaux à coefficients de dilatation différents — c'est là qu'apparaissent les fissures de brasure. Le CHOC thermique intensifie cet effet par une transition brutale.

Il existe aussi une distinction dans les essais d'humidité. La chaleur humide constante montre la diffusion de l'humidité dans le matériau et son effet sur les propriétés d'isolation. La chaleur humide cyclique crée de la condensation : des gouttelettes d'eau se forment sur la surface refroidie, ce qui est bien plus agressif que l'humidité sèche. L'infiltration d'eau dans les boîtiers, l'augmentation du courant de fuite et la corrosion apparaissent généralement lors de l'essai cyclique.

La protection contre la poussière et l'eau constitue un domaine de travail distinct et s'exprime par le code IP. Le point à noter ici est qu'un essai IP n'est pas un essai de DURABILITÉ : il montre que la protection est assurée dans des conditions définies et de courte durée, pas la résistance à une immersion prolongée ou à un nettoyage haute pression.

L'erreur la plus courante dans cette famille est de traduire directement un résultat d'essai en une PRÉDICTION DE DURÉE DE VIE. Les essais accélérés sont conçus pour la comparaison et la vérification de conception ; une conversion fiable entre les heures en enceinte et les années sur le terrain ne peut être établie qu'avec un modèle d'accélération spécifique au matériau, calibré sur des données de terrain.

Le monitorage fonctionnel détermine la valeur de l'essai. Garder un produit dans une enceinte de température puis l'allumer ne montre pas ce qui s'est passé PENDANT l'essai. Dans les applications critiques, le produit est mis en fonctionnement tout au long de l'essai et ses paramètres sont surveillés ; seules les défaillances intermittentes qui apparaissent et disparaissent peuvent ainsi être détectées.

Groupes de méthodes dans ce domaine

Température
Chaleur sèche, froid, variation de température et choc thermique ; profils stationnaires et cycliques.
Humidité
Chaleur humide stationnaire et chaleur humide cyclique ; les cycles avec condensation sont plus agressifs.
Eau et poussière
Essais de protection IP : ruissellement, aspersion, jets, immersion et étanchéité à la poussière.
Rayonnement et vieillissement
Vieillissement accéléré par arc au xénon et UV fluorescent, simulation du rayonnement solaire.
Pression et altitude
Essais de basse pression (altitude) et de variation rapide de pression.
Atmosphère corrosive
Brouillard salin, corrosion par gaz mixtes en circulation (simulation d'atmosphères industrielles), essais de moisissures et champignons.

Confusions fréquentes dans ce domaine

La durée d'essai ne peut être convertie en durée de vie sur le terrain ; une conversion effectuée sans modèle d'accélération est trompeuse.
Le cyclage thermique et la température stationnaire produisent des modes de défaillance différents ; aucun ne remplace l'autre.
Si le produit n'est pas mis en fonctionnement pendant l'essai, les défaillances intermittentes restent invisibles ; le monitorage fonctionnel détermine la valeur de l'essai.
La protection IP n'est pas une preuve de durabilité ; elle montre la protection dans des conditions définies et de courte durée.
Un essai appliqué sans sélection de profil augmente à la fois le coût et donne une fausse confiance.
La disposition de fixation et d'orientation affecte le résultat ; le rapport doit le documenter.

Quelles décisions ces résultats étayent

Vérification de conception et qualification
Déclaration de la classe de protection et de la plage de température de fonctionnement
Reproduction des défaillances de terrain en laboratoire et analyse des causes profondes
Agrément des composants fournisseurs
Décisions sur la durée de garantie et les conditions de stockage

Tests associés

Questions fréquentes sur Cyclage thermique

Quelle est la différence entre les cycles de température et les chocs thermiques ?

En cyclage de température, la transition est contrôlée et lente (IEC 60068-2-14 Nb). En choc thermique, l'échantillon est transféré entre deux enceintes dans un temps très court (méthode Na) et les contraintes sont plus sévères.