Essais de produits électroniques grand public

From drop testing to ESS, Kistler offers comprehensive measurement technology for consumer electronics product testing.

Une technologie de mesure simple d'utilisation et économique

Le marché de l'électronique grand public (3C) est extrêmement concurrentiel. Les fabricants s'efforcent de garantir une qualité, une sécurité, une durabilité, une fiabilité et des performances supérieures pour leurs produits. Tous ces aspects sont essentiels pour maîtriser les coûts liés au cycle de vie et à la qualité, gagner la confiance des clients et préserver la réputation de la marque. Les conditions mécaniques, thermiques ou climatiques peuvent affecter un produit pendant son transport, son stockage ou son utilisation.

Les rappels de produits et les réclamations au titre de la garantie sont extrêmement coûteux. Il est donc indispensable de réaliser des essais approfondis sur les produits électroniques grand public afin de s'assurer que les spécifications garanties d'un appareil électronique grand public (produit 3C) sont respectées dans le cadre d'une utilisation quotidienne normale.

Les nouvelles technologies, les nouveaux matériaux et la tendance persistante à la miniaturisation dans l'industrie de l'électronique grand public posent de nouveaux défis aux concepteurs et aux scénarios d'essais des produits avant qu'un appareil puisse être lancé sur le marché.

Des instruments faciles à utiliser, économiques, durables et fiables destinés aux essais de produits électroniques grand public, offrant des performances adaptées aux conditions d'essai et calibrés en fonction des besoins de l'essai

Avantages de la technologie des capteurs piézoélectriques de Kistler pour les essais de produits électroniques grand public

Optimiser les ressources

Durabilité : longue durée de vie grâce à la protection contre les surcharges et à la stabilité à haute température
Connecteurs et câblage résistants
Rentable
Facile à manipuler

Optimiser l'efficacité

Étalonnage conforme aux exigences spécifiques des essais
Haute précision de mesure
Réduction de la durée des cycles d'essai

Fiabilité

Fonctionnement stable à long terme dans des conditions de température variables
Performances conformes aux conditions d'essai

Nous développons et fournissons des chaînes de mesure complètes et étalonnées, validées pour les applications de test de produits électroniques grand public. Nous apportons notre expertise en matière d'applications et offrons des conseils sur l'installation et l'utilisation. Nos solutions sont à la fois rentables et adaptées aux conditions d'essais environnementaux exigeantes.

Essais de choc et essais de rupture rapide sur des matériaux destinés aux produits 3C, à l'aide de capteurs de force à temps de réponse rapide

Les capteurs de force piézoélectriques miniatures à un composant, destinés aux essais de choc et aux essais de rupture rapide sur les matériaux utilisés dans l'électronique grand public, se distinguent par :

Une longévité et une résistance accrues grâce à une capacité de surcharge élevée
Une précision de mesure reposant sur une linéarité exceptionnellement élevée
Un temps de réponse rapide grâce à une large bande passante
Une possibilité de réglage externe à l'aide de nos amplificateurs de charge (par ex. 5018A, 5167A, 5073B) afin d'optimiser la plage de mesure pour l'application et d'exploiter au mieux la plage dynamique disponible

Qu'est-ce que les essais sur les matériaux de base ? Pourquoi réaliser des essais mécaniques sur les matériaux de base des produits électroniques grand public ?

Les essais mécaniques des matériaux comprennent les essais de choc, les essais de ténacité à la rupture rapide, les essais de fatigue, etc. Il s'agit d'un processus qui consiste à soumettre un matériau (métal, plastique, composite, polymère) à des contraintes physiques telles que la traction, la compression ou le cisaillement, afin de comprendre ses propriétés et son comportement. Les données obtenues permettent de déterminer si un matériau est adapté à une application particulière et peuvent également servir à prédire la durée de vie du matériau et le moment où il risque de présenter une défaillance. Il s'agit d'un moyen efficace de prévenir les défaillances potentielles d'un appareil électronique grand public sur le terrain.

Essais de chute et de choc sur des appareils électroniques grand public à l'aide de dynamomètres à temps de réponse rapide

Il est nécessaire de connaître l'impact de la force, de l'accélération et de l'orientation de l'impact lorsque le produit entre en contact avec le sol. La mesure de forces d'impact élevées nécessite des capteurs présentant une rigidité élevée, une grande linéarité et de faibles erreurs de diaphonie. Nous proposons des solutions calibrées de capteurs de force et d'accéléromètres, à composant unique ou multicomposants, pour une mesure précise. Les capteurs piézoélectriques offrent des avantages considérables par rapport aux capteurs à jauges de contrainte, qui sont également couramment utilisés pour les essais de choc.

Une précision inégalée, une longue durée de vie, une large bande passante et un temps de réponse rapide, une stabilité opérationnelle à long terme, une grande fiabilité et une manipulation aisée lors des procédures exigeantes d'essais de chute et d'impact font des capteurs de force piézoélectriques de Kistler le choix privilégié.

Les dynamomètres piézoélectriques destinés aux essais de chute et d'impact sur les appareils électroniques grand public sont généralement composés de capteurs de force piézoélectriques, présentant les caractéristiques suivantes :

Longévité et résistance grâce à une capacité de surcharge élevée
Précision de mesure basée sur une linéarité exceptionnellement élevée
Réponse en fréquence nettement supérieure de la plaque de force pour un temps de réponse rapide (par rapport à la technologie à jauges de contrainte) grâce à une rigidité élevée
Plage de mesure réglable en externe à l'aide d'un amplificateur de charge (par ex. 5018A, 5167A) afin d'optimiser la plage de mesure pour l'application et d'exploiter au mieux la plage dynamique disponible

Vous avez le choix entre :

Des dynamomètres multicomposants disponibles en stock
Des capteurs de force pour construire vous-même vos dynamomètres à 1 ou 3 composants
- Capteurs de force à 1 composant
- Kits d'assemblage de capteurs de force à 1 composant avec capteurs intégrés (93x1)
Custom Product Lane (CPL), le service spécial de Kistler pour les dynamomètres sur mesure et autres équipements de mesure

La durée et la fréquence étant inversement proportionnelles, la plaque de force du dynamomètre doit être conçue de manière à ce que la fréquence propre soit au moins 3 à 5 fois supérieure à la composante de fréquence attendue lors de l'essai de chute.

Accéléromètre piézoélectrique destiné aux essais de chute et de choc sur les appareils électroniques grand public (produits 3C) :

Le plus petit accéléromètre IEPE triaxial miniature au monde (faible masse : cube de 6 mm (0,236 pouce), masse du capteur de 0,9 gramme avec un câble flexible et léger (diamètre extérieur de 1,2 mm, 3,2 grammes/m) pouvant être monté sur des unités d'essai de très petite taille.

Qu'est-ce qu'un essai de chute ? Pourquoi est-il important de réaliser des essais de chute sur les produits électroniques grand public (produits 3C) ?

La protection contre les dommages causés par les forces d'impact générées lors d'une chute constitue un enjeu majeur dans la conception des produits électroniques grand public portables ou à porter. Ces dommages peuvent inclure la fissuration de l'écran, la rupture de l'appareil ou des dysfonctionnements graves.

L'objectif des essais de chute est de valider les objectifs de conception et la qualité de fabrication en se basant sur des scénarios d'utilisation possibles afin de vérifier la durabilité. Ces essais évaluent la résistance des produits aux chocs liés à la manipulation et englobent divers scénarios de test, notamment le transport (expédition par train, avion, bateau ou voiture).

Les essais de chute permettent également de valider les modèles analytiques utilisés lors du développement des produits électroniques grand public. Ces modèles analytiques permettent d'évaluer les conceptions de manière rentable sans avoir recours à des essais avant le prototypage, ce qui réduit les coûts, accélère la mise sur le marché des produits 3C et permet de respecter les exigences en matière de prix.

Comment réaliser un test de chute sur un appareil électronique grand public – scénario de test

En général, on utilise une tour de chute composée d'une plate-forme de lâcher en haut et d'un dynamomètre en bas. À terme, un accéléromètre triaxial devra également être monté sur l'unité testée.

Faites tomber un appareil électronique grand public de catégorie 3C (ordinateur portable, smartphone, tablette) sans emballage extérieur depuis différentes hauteurs et dans différentes orientations sur la plaque de force du dynamomètre afin de mesurer la force d'impact. Comparez les performances aux objectifs de conception visés et évaluez l'état de l'unité testée pour détecter d'éventuels dommages.

Essais d'emballage / essais d'intégrité à la chute / essais d'impact dynamique sur des appareils électroniques grand public à l'aide d'accéléromètres capacitifs triaxiaux IEPE et MEMS miniatures à large bande passante

La petite taille et le faible poids de nos accéléromètres permettent un montage flexible des capteurs, notamment à l'intérieur des emballages, sur les produits testés ou même à l'intérieur de ceux-ci. Les accéléromètres MEMS permettent de mesurer les conditions de chute libre avant l'impact ainsi que de caractériser entièrement l'événement d'impact proprement dit.

Les accéléromètres miniatures triaxiaux IEPE et les accéléromètres capacitifs triaxiaux MEMS destinés aux essais d'emballage des produits électroniques grand public sont optimisés pour les mesures à basse fréquence avec des capacités de mesure dynamique, et présentent les caractéristiques suivantes :

Longévité et résistance grâce à une capacité de surcharge élevée
Précision de mesure basée sur une linéarité exceptionnellement élevée
Aptitude à mesurer des impacts de courte ou longue durée dont les fréquences de résonance sont bien supérieures aux exigences de bande passante du signal grâce à une large bande passante
Étalonnage selon la norme ISO 17025 pour garantir des mesures de précision et des incertitudes associées

Accéléromètre pour les essais de chute des produits 3C :

Le plus petit accéléromètre IEPE triaxial miniature au monde (faible masse : cube de 6 mm (0,236 pouce), masse du capteur de 0,9 gramme avec un câble flexible et de faible masse (diamètre extérieur de 1,2 mm, 3,2 grammes/m) pouvant être monté sur des unités d'essai de très petite taille.

Qu'est-ce que les essais d'emballage ? Pourquoi faut-il réaliser des essais d'emballage pour les appareils électroniques grand public ?

Les essais d'emballage permettent d'évaluer la manière dont un emballage et son contenu réagissent aux chocs subis pendant le transport et la manutention. Ces essais aident les fabricants à corriger les défauts de conception, à améliorer la durabilité, à réduire au minimum les dommages subis par les produits, les pertes et les coûts associés, à éviter le suremballage, qui est plus coûteux pour les entreprises, ainsi que le sous-emballage, qui met les marchandises en danger et entraîne des coûts plus élevés en raison de la destruction des produits pendant le transport. Ces essais permettent également de déterminer la résistance de l'emballage d'un produit et de mettre en évidence des faiblesses structurelles et mécaniques qui ne sont pas nécessairement détectées lors des essais de chocs et de vibrations.

Essais ESS, HASS et HALT sur des produits électroniques grand public à l'aide d'accéléromètres uniaxiaux et triaxiaux PiezoStar

Les essais HALT et HASS nécessitent des accéléromètres offrant une stabilité thermique exceptionnelle. Ces applications font appel à des accéléromètres de contrôle et de réponse. Les accéléromètres de contrôle servent à surveiller les vibrations appliquées à l'échantillon testé et sont généralement des accéléromètres uniaxiaux. Les accéléromètres de réponse mesurent les vibrations de l'échantillon testé résultant des vibrations appliquées et sont triaxiaux.

Accéléromètres uniaxiaux et triaxiaux PiezoStar pour les essais ESS, HASS et HALT, présentant les caractéristiques suivantes :

Une sensibilité à la température extrêmement faible
Une stabilité à long terme à des températures étendues
Un fonctionnement stable en présence de variations de température dynamiques et de transitoires ; des vitesses de transition allant jusqu'à 60 °C (160 °F) par minute, avec des extrêmes de –100 °C à 200 °C (–212 °F à 392 °F)
Faible masse pour éviter toute surcharge dans les structures légères
Les accéléromètres de réponse prennent en charge des mesures allant jusqu'à 2 kHz et jusqu'à 10 kHz
Étalonnage à basse fréquence aligné sur le programme de test du produit
Connecteurs et câblage durables, capables de résister aux niveaux de test et aux essais de longue durée

Qu'est-ce que les essais de résistance aux contraintes environnementales (ESS, HASS, HALT) ? Pourquoi soumettre les appareils électroniques grand public à ces essais ?

Le criblage aux contraintes environnementales (ESS) consiste à soumettre un produit à des contraintes jusqu’à ce qu’il subisse une défaillance. La combinaison des essais de durée de vie hautement accélérés (HALT) et du criblage aux contraintes hautement accélérées (HASS), qui font partie des méthodes d’essai ESS, améliore la fiabilité du produit grâce à la détection précoce de ces mécanismes de défaillance, contribuant ainsi à réduire les coûts de réparation ou de remplacement. L’ESS est un moyen efficace de prévenir les défaillances potentielles d’un appareil électronique grand public sur le terrain.

Les chaînes de mesure ESS utilisent des accéléromètres de contrôle, des accéléromètres de réponse, des systèmes d'acquisition de données, des conditionneurs de signaux, des chambres climatiques, des vibrateurs et des contrôleurs. Le processus de test dure généralement de 3 à 5 jours. Il comprend plusieurs étapes au cours desquelles l'unité sous test (UUT) est exposée à des conditions telles que :

Vibrations périodiques, vibrations aléatoires et chocs
Maintien à température et cycles thermiques
Combinaisons de contraintes thermiques et vibratoires

Rencontrez-vous des difficultés dans le domaine des essais d'appareils électroniques grand public ?

Vous avez des exigences particulières auxquelles les applications standard ne permettent pas de répondre ? Les profilés sur mesure sont notre spécialité. Contactez-nous, nous trouverons certainement une solution !

Produits phares

Triaxial miniature IEPE accelerometer: with weight of 0.9 grams ideal for vibration measurements on lightweight structures

Accéléromètre IEPE triaxial miniature KiVibe

La solution idéale pour mesurer les vibrations sur des structures légères et dans des espaces restreints