Che cos'è Ciclo termico?
Il test dei cicli di temperatura è quello in cui il campione viene sottoposto a cicli per un numero definito di volte tra la temperatura alta e quella bassa a una velocità di transizione controllata. È definito come metodo Nb nella norma IEC 60068-2-14 e comporta una transizione più lenta rispetto allo shock termico.
Scopo di Ciclo termico
Lo scopo è quello di rivelare la fatica causata da ripetuti cambiamenti di temperatura nei giunti che combinano materiali con coefficienti di dilatazione diversi.
A quali prodotti si applica Ciclo termico?
- Schede elettroniche e giunti di saldatura
- Centraline automobilistiche
- Moduli batteria
- Illuminazione a LED
- Collegamenti di connettori e cavi
In quali settori si utilizza Ciclo termico?
Norme relative a Ciclo termico
- IEC 60068-2-14prova di variazione della temperatura test
- ISO 16750-4Condizioni ambientali nelle apparecchiature elettriche/elettroniche del veicolo test
- MIL-STD-810 Method 503
- JEDEC JESD22-A104
Condizioni di Ciclo termico
- Intervallo di temperatura
- Temperatura superiore e inferiore definite nelle specifiche
- Velocità di transizione
- Controllato a IEC 60068-2-14 Nb, tipicamente 1–5 °C/min
- Tempo di attesa
- Tempo per consentire al campione di equilibrarsi a ciascuna temperatura estrema
- Numero di cicli
- Definito nelle specifiche (ad es. 100, 500, 1000 cicli)
Apparecchiatura per Ciclo termico
- Camera a temperatura programmabile
- Registrazione della temperatura multicanale
- Configurazione del monitoraggio della funzione o della resistenza
- Sistema di registrazione dei dati
Requisiti del campione per Ciclo termico
- Il campione deve essere posizionato con libera circolazione d'aria nella camera
- Per i giunti di saldatura si consiglia il monitoraggio continuo della resistenza
- Il funzionamento deve essere controllato prima del test
- Le termocoppie devono essere collegate nei punti critici
Durata di Ciclo termico
Dipende dal numero di cicli. Un programma da 500 cicli può richiedere diverse settimane a seconda della durata del ciclo.
Procedura di Ciclo termico
- 1Il campione viene posizionato nella camera e viene impostato il monitoraggio.
- 2Viene caricato il profilo del ciclo (temperature, velocità di transizione, permanenza).
- 3Viene eseguito il numero di cicli definito.
- 4A intervalli definiti viene eseguito un controllo funzionale provvisorio.
- 5Al termine del programma vengono eseguiti un controllo funzionale finale e un'ispezione visiva.
Criteri di accettazione di Ciclo termico
Il criterio di accettazione è definito nella specifica: continuità di funzione, nessun aumento della resistenza della saldatura o della connessione oltre il limite definito e nessuna fessurazione.
Valutazione dei risultati
Se viene utilizzato il monitoraggio continuo della resistenza, gli eventi di circuito aperto vengono registrati insieme al conteggio dei cicli. Se necessario, viene eseguita una sezione trasversale per esaminare le crepe della saldatura.
Rapporto di Ciclo termico
- Standard e metodo applicati
- Intervallo di temperatura, velocità di transizione e tempo di permanenza
- Numero di cicli
- Risultati del monitoraggio della funzione/resistenza
- Esame visivo e, se richiesto, metallografico
Accreditamento
EUROLAB detiene un accreditamento riconosciuto a livello internazionale ottenuto da organismi di accreditamento parte degli accordi di riconoscimento multilaterale IAF e ILAC, secondo ISO / IEC 17025 per prove di laboratorio, ISO / IEC 17020 per ispezione e sorveglianza e ISO / IEC 17021-1 e ISO / IEC 17065 per certificazione di sistema e prodotto. Questa catena garantisce che i rapporti e i certificati emessi siano accettati in tutto il mondo.
Se questo test può essere offerto nell'ambito accreditato dipende dal prodotto e dallo standard applicato; poiché l'accreditamento è basato sul metodo, l'ambito viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Ambito e autorizzazioniRegolamenti correlati
- Specifiche dei componenti automobilistici ed elettronici
Prove ambientali e climatiche — Cosa copre questo ambito di prova?
La sezione seguente descrive l'ambito a cui appartiene la prova Ciclo termico; le condizioni e i criteri di accettazione di questa prova specifica sono riportati nelle sezioni precedenti. L'ambito specifico del vostro prodotto viene confermato per iscritto in fase di offerta.
Le prove ambientali mostrano se un prodotto resiste a fattori ambientali come temperatura, umidità, pressione, radiazione solare, polvere, acqua e atmosfere corrosive. L'obiettivo non è rompere il prodotto ma anticipare, in forma ACCELERATA, le condizioni che incontrerà nel corso della sua vita.
I profili di prova derivano dall'esposizione reale del prodotto, e tale derivazione è il vero lavoro ingegneristico di questo campo. Un dispositivo che opera in un ufficio chiuso e uno montato su un palo non vengono provati con lo stesso profilo. La serie IEC 60068 definisce metodi generali, MIL-STD-810 profili militari, RTCA DO-160 profili aeronautici e la serie ISO 16750 profili automotive basati sulla posizione. Una prova applicata senza selezione del profilo genera sia costi inutili sia falsa fiducia.
Le prove di temperatura simulano tre fenomeni distinti e tutti e tre producono modalità di guasto diverse. La temperatura alta/bassa costante verifica se il materiale può funzionare a quella temperatura. Il CICLAGGIO termico crea fatica nelle giunzioni tra materiali con diversi coefficienti di dilatazione — qui compaiono le cricche di saldatura. Lo SHOCK termico intensifica questo effetto tramite una transizione brusca.
Esiste una distinzione anche nella prova di umidità. Il calore umido costante mostra la diffusione dell'umidità nel materiale e il suo effetto sulle proprietà di isolamento. Il calore umido ciclico crea condensa: si formano goccioline d'acqua sulla superficie che si raffredda, il che è molto più aggressivo dell'umidità secca. L'infiltrazione d'acqua negli involucri, l'aumento della corrente di dispersione e la corrosione compaiono solitamente nella prova ciclica.
La protezione da polvere e acqua costituisce un ambito di lavoro a sé stante ed è espressa dal codice IP. Il punto da notare qui è che una prova IP non è una prova di DURABILITÀ: mostra che la protezione è fornita in condizioni definite e di breve durata, non la resistenza all'immersione prolungata o al lavaggio a pressione.
L'errore più comune in questa famiglia è tradurre direttamente un risultato di prova in una PREVISIONE DI VITA. Le prove accelerate sono progettate per il confronto e la verifica della progettazione; una conversione affidabile tra ore in camera e anni sul campo può essere stabilita solo con un modello di accelerazione specifico del materiale, calibrato su dati di campo.
Il monitoraggio funzionale determina il valore della prova. Tenere un prodotto in una camera di temperatura e poi accenderlo non mostra cosa sia accaduto DURANTE la prova. Nelle applicazioni critiche il prodotto viene fatto funzionare per tutta la prova e i suoi parametri vengono monitorati; solo così si possono rilevare guasti intermittenti che appaiono e scompaiono.
Gruppi di metodi in questo ambito
Temperatura
Calore secco, freddo, variazione di temperatura e shock termico; profili stazionari e ciclici.
Umidità
Calore umido stazionario e calore umido ciclico; i cicli con condensa sono più aggressivi.
Acqua e polvere
Prove di protezione IP: gocciolamento, spruzzo, getti, immersione e tenuta alla polvere.
Radiazione e invecchiamento
Invecchiamento accelerato con arco allo xenon e UV fluorescente, simulazione della radiazione solare.
Pressione e altitudine
Prove di bassa pressione (altitudine) e di rapida variazione di pressione.
Atmosfera corrosiva
Nebbia salina, corrosione da gas misti in flusso (simulazione di atmosfere industriali), prove di muffa e funghi.
Confusioni frequenti in questo ambito
- La durata della prova non può essere convertita in vita utile sul campo; una conversione fatta senza un modello di accelerazione è fuorviante.
- Il ciclaggio termico e la temperatura stazionaria producono modalità di guasto diverse; nessuna sostituisce l'altra.
- Se il prodotto non viene fatto funzionare durante la prova, i guasti intermittenti restano invisibili; il monitoraggio funzionale determina il valore della prova.
- La protezione IP non è prova di durabilità; mostra la protezione in condizioni definite e di breve durata.
- Una prova applicata senza selezione del profilo aumenta il costo e dà falsa fiducia.
- La disposizione di fissaggio e orientamento influisce sul risultato; il rapporto deve documentarla.
Quali decisioni supportano questi risultati
- Verifica della progettazione e qualifica
- Dichiarazione della classe di protezione e dell'intervallo di temperatura operativa
- Riproduzione dei guasti sul campo in laboratorio e analisi delle cause profonde
- Approvazione dei componenti del fornitore
- Decisioni su periodo di garanzia e condizioni di conservazione
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Domande frequenti su Ciclo termico
Qual è la differenza tra cicli di temperatura e shock termico?
Nei cicli di temperatura, la transizione è controllata e lenta (IEC 60068-2-14 Nb). Nello shock termico, il campione viene trasferito tra due camere in un tempo molto breve (metodo Na) e le sollecitazioni sono più severe.