Pruebas de productos de electrónica de consumo

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

Tecnología de medición fácil de usar y rentable

El mercado de la electrónica de consumo (3C) es muy competitivo. Los fabricantes se esfuerzan por garantizar una calidad, seguridad, durabilidad, fiabilidad y rendimiento superiores de sus productos. Todo ello es fundamental para controlar los costes del ciclo de vida y de calidad, ganarse la confianza de los clientes y mantener la reputación de la marca. Las condiciones mecánicas, térmicas o climáticas pueden afectar a un producto durante su transporte, almacenamiento o funcionamiento.

Las retiradas de productos y las reclamaciones de garantía son muy costosas. Por lo tanto, es indispensable realizar pruebas exhaustivas de los productos de electrónica de consumo para garantizar que las especificaciones garantizadas de un dispositivo electrónico de consumo (producto 3C) se cumplan en el uso diario habitual.

Las nuevas tecnologías, los nuevos materiales y la tendencia persistente hacia la miniaturización en la industria de la electrónica de consumo están planteando nuevos retos a los diseñadores y a los escenarios de pruebas de productos antes de que un dispositivo pueda lanzarse al mercado.

Instrumentación fácil de usar, rentable, duradera y fiable para las pruebas de productos de electrónica de consumo, que ofrece un rendimiento adaptado a las condiciones de prueba y está calibrada según las necesidades de la misma

Ventajas de la tecnología de sensores piezoeléctricos de Kistler para las pruebas de productos de electrónica de consumo

Optimizar los recursos

Durabilidad: larga vida útil con protección contra sobrecargas y estabilidad a altas temperaturas
Conectores y cableado duraderos
Rentable
Fácil manejo

Maximizar la eficiencia

Calibración según los requisitos específicos de cada ensayo
Alta precisión de medición
Reducción de la duración del ciclo de ensayo

Fiabilidad

Funcionamiento estable a largo plazo en condiciones de temperatura variable
Rendimiento acorde con las condiciones de prueba

Desarrollamos y suministramos cadenas de medición completas y calibradas, validadas para aplicaciones de ensayo de productos de electrónica de consumo. Ofrecemos nuestra experiencia en estas aplicaciones y asesoramiento sobre su instalación y uso. Nuestras soluciones son rentables y se adaptan a las exigentes condiciones de los ensayos ambientales.

Ensayos de impacto y ensayos de fractura rápida de materiales para productos 3C con células de carga de respuesta rápida

Las células de carga piezoeléctricas miniatura de un solo componente, diseñadas para realizar ensayos de impacto y de fractura rápida en materiales de electrónica de consumo, se caracterizan por:

Longevidad y resistencia gracias a su elevada capacidad de sobrecarga
Precisión de medición basada en una linealidad extraordinariamente alta
Tiempo de respuesta rápido gracias a su amplio ancho de banda
Ajustables externamente con nuestros amplificadores de carga (p. ej., 5018A, 5167A, 5073B) para optimizar el rango de medición de la aplicación y aprovechar al máximo el rango dinámico disponible

¿En qué consisten los ensayos de materiales de base? ¿Por qué se realizan ensayos mecánicos de los materiales de base en los productos electrónicos de consumo?

Los ensayos mecánicos de materiales incluyen ensayos de impacto, ensayos de tenacidad a la fractura rápida, ensayos de fatiga, etc. Se trata de un proceso que consiste en someter un material (metal, plástico, compuesto, polímero) a tensiones físicas como la tracción, la compresión o el cizallamiento, con el fin de comprender sus propiedades y su comportamiento. Los datos obtenidos pueden ayudar a determinar si un material es adecuado para una aplicación concreta y también pueden utilizarse para predecir la vida útil del material y cuándo puede fallar. Se trata de un medio eficaz para abordar la posibilidad de fallos de un dispositivo electrónico de consumo en el campo.

Pruebas de caída e impacto de dispositivos electrónicos de consumo con dinamómetros de respuesta rápida

Es necesario conocer la fuerza de impacto, la aceleración y la orientación del impacto cuando el producto entra en contacto con el suelo. La medición de fuerzas de impacto elevadas requiere sensores con alta rigidez y errores de linealidad y diafonía reducidos. Ofrecemos soluciones calibradas de sensores de fuerza y acelerómetros, tanto de un solo componente como multicomponente, para una medición precisa. Los sensores piezoeléctricos ofrecen ventajas considerables frente a los sensores de galgas extensométricas, que también se utilizan habitualmente en ensayos de impacto.

Una precisión insuperable, una larga vida útil, un amplio ancho de banda y un tiempo de respuesta rápido, estabilidad operativa a largo plazo, fiabilidad y fácil manejo durante los exigentes procedimientos de ensayos de caída e impacto hacen que las células de carga piezoeléctricas de Kistler sean la opción preferida.

Los dinamómetros piezoeléctricos para realizar ensayos de caída e impacto en productos electrónicos de consumo suelen estar compuestos por células de carga piezoeléctricas, que presentan:

Longevidad y resistencia gracias a su alta capacidad de sobrecarga
Precisión de medición basada en una linealidad extraordinariamente alta
Respuesta de frecuencia mucho mayor de la placa de fuerza para un tiempo de respuesta rápido (en comparación con la tecnología de galgas extensométricas) gracias a su alta rigidez
Rango ajustable externamente con un amplificador de carga (p. ej., 5018A, 5167A) para optimizar el rango de medición de la aplicación y aprovechar al máximo el rango dinámico disponible

Puede elegir entre:

Dinamómetros multicomponente listos para usar
Células de carga para construir sus propios dinamómetros de 1 y 3 componentes
- Células de carga de 1 componente
- Kits de montaje de células de carga de 1 componente con células de carga integradas (93x1)
Custom Product Lane (CPL), el servicio especial de Kistler para dinamómetros a medida y otros equipos de medición

Dado que la duración y la frecuencia son inversamente proporcionales, la placa de fuerza del dinamómetro debe diseñarse de modo que la frecuencia natural sea al menos entre 3 y 5 veces superior al contenido de frecuencia esperado de la prueba de caída.

Acelerómetro piezoeléctrico para realizar ensayos de caída e impacto en productos electrónicos de consumo (productos 3C):

El acelerómetro IEPE triaxial en miniatura más pequeño del mundo (peso reducido: cubo de 6 mm (0,236”), masa del sensor de 0,9 gramos con cable flexible y de baja masa (diámetro exterior de 1,2 mm, 3,2 gramos/m)), que puede montarse en unidades de ensayo de tamaño muy reducido.

¿Qué es la prueba de caída? ¿Por qué es importante realizar pruebas de caída en productos electrónicos de consumo (productos 3C)?

La protección contra los daños causados por las fuerzas de impacto generadas por las caídas es una cuestión importante en el diseño de productos electrónicos de consumo portátiles o que se llevan puestos. Los daños pueden incluir grietas en la pantalla, roturas del dispositivo o daños funcionales graves.

El objetivo de los ensayos de caída es validar los objetivos de diseño y la calidad de fabricación basándose en posibles escenarios operativos para verificar la durabilidad. Estos ensayos evalúan la resistencia de los productos al manejo y abarcan diversos escenarios de prueba, incluido el transporte (envío por tren, avión, barco o coche).

Las pruebas de caída también validan los modelos analíticos que se utilizan durante el desarrollo de la electrónica de consumo. Los modelos analíticos permiten evaluar los diseños de forma rentable sin necesidad de realizar pruebas previas a la creación de prototipos, lo que ahorra costes y contribuye a acelerar el tiempo de comercialización de los productos 3C y a cumplir los requisitos de precio.

Cómo realizar una prueba de caída en un dispositivo electrónico de consumo: escenario de prueba

Por lo general, se utiliza una torre de caída compuesta por una plataforma de lanzamiento en la parte superior y un dinamómetro de fuerza en la parte inferior. Además, se instalará un acelerómetro triaxial en la unidad sometida a ensayo.

Deje caer un dispositivo electrónico de consumo de clase 3C (ordenador portátil, smartphone, tableta) sin embalaje externo desde diversas alturas y orientaciones sobre la placa de fuerza del dinamómetro para medir la fuerza de impacto. Compare el rendimiento con los objetivos de diseño previstos y evalúe si la unidad sometida a prueba presenta daños.

Pruebas de embalaje / pruebas de resistencia a caídas / pruebas de impacto dinámico de productos electrónicos de consumo con acelerómetros triaxiales IEPE y MEMS capacitivos en miniatura de gran ancho de banda

El tamaño reducido y el bajo peso de nuestros acelerómetros permiten un montaje flexible de los sensores, incluyendo su instalación en el interior de los embalajes, sobre los propios productos sometidos a prueba o incluso en su interior. Los acelerómetros MEMS permiten medir las condiciones de caída libre previas al impacto, así como caracterizar completamente el propio impacto.

Los acelerómetros triaxiales IEPE y los acelerómetros capacitivos triaxiales MEMS en miniatura, diseñados para realizar ensayos de embalaje en productos electrónicos de consumo, están optimizados para la medición de bajas frecuencias con capacidades de medición dinámica, y presentan las siguientes características:

Longevidad y resistencia gracias a su alta capacidad de sobrecarga
Precisión de medición basada en una linealidad extraordinariamente alta
Idoneidad para medir impactos de larga o corta duración con frecuencias de resonancia muy por encima de los requisitos de ancho de banda de la señal, gracias a su alto ancho de banda
Calibración según la norma ISO 17025 para lograr mediciones de precisión y reducir las incertidumbres asociadas

Acelerómetro para ensayos de caída de productos 3C:

¿En qué consisten las pruebas de embalaje? ¿Por qué es necesario realizar pruebas de embalaje en los dispositivos electrónicos de consumo?

Las pruebas de embalaje evalúan cómo reaccionan un embalaje y su contenido ante los impactos que se producen durante el transporte y la manipulación. Estas pruebas ayudan a los fabricantes a subsanar defectos de diseño, mejorar la durabilidad, minimizar los daños en los productos, las pérdidas y los costes asociados, evitar el exceso de embalaje —que resulta más costoso para las empresas— y evitar el embalaje insuficiente, que pone en peligro la mercancía y genera mayores costes debido a la destrucción de los productos durante el transporte. Las pruebas también pueden ayudar a determinar la resistencia del embalaje de un producto e indican debilidades estructurales y mecánicas que no siempre se detectan en las pruebas de choque y vibración.

Pruebas ESS, HASS y HALT de productos electrónicos de consumo con acelerómetros PiezoStar de un solo eje y triaxiales

Las pruebas HALT y HASS requieren acelerómetros que ofrezcan una estabilidad térmica extrema. En estas aplicaciones se utilizan acelerómetros de control y de respuesta. Los acelerómetros de control se emplean para supervisar la vibración aplicada al objeto de ensayo y suelen ser acelerómetros de un solo eje. Los acelerómetros de respuesta miden la vibración del objeto de ensayo como resultado de la vibración aplicada y son triaxiales.

Acelerómetros PiezoStar de un solo eje y triaxiales para pruebas ESS, HASS y HALT, con las siguientes características:

Sensibilidad a temperaturas ultrabajas
Estabilidad a largo plazo a temperaturas extremas
Funcionamiento estable con temperaturas dinámicas y transitorios; velocidades de transición de hasta 60 °C (160 °F) por minuto, con extremos de –100 °C a 200 °C (–212 °F a 392 °F)
Baja masa para evitar la carga de masa en estructuras ligeras
Los acelerómetros de respuesta admiten hasta 2 kHz y un límite superior de 10 kHz de medición
Calibración de baja frecuencia alineada con el programa de pruebas del producto
Conectores y cableado duraderos que soportan los niveles de prueba y las pruebas de larga duración

¿Qué es el ensayo de estrés ambiental (ESS, HASS, HALT)? ¿Por qué se realizan ensayos de estrés ambiental en los dispositivos electrónicos de consumo?

El cribado de estrés ambiental (ESS) consiste en someter a un producto a condiciones de estrés hasta que se produzca un fallo. La combinación de las pruebas de vida útil altamente aceleradas (HALT) y el cribado de estrés altamente acelerado (HASS), como parte de los métodos de ensayo ESS, mejora la fiabilidad del producto mediante la detección temprana de dichos mecanismos de fallo, lo que contribuye a reducir los costes de reparación o sustitución. El ESS es un medio eficaz para abordar la posibilidad de que se produzcan fallos en un dispositivo electrónico de consumo en condiciones reales de uso.

Las cadenas de medición ESS utilizan acelerómetros de control, acelerómetros de respuesta, sistemas de adquisición de datos, acondicionamiento de señales, cámaras climáticas, agitadores y controladores. El proceso de ensayo suele durar entre 3 y 5 días. Comprende varias etapas en las que la unidad bajo ensayo (UUT) se expone a condiciones tales como:

Vibración periódica, vibración aleatoria y golpes
Períodos de permanencia a temperatura y ciclos térmicos
Combinaciones de tensiones térmicas y de vibración

¿Te enfrentas a algún reto en el ámbito de las pruebas de dispositivos electrónicos de consumo?

¿Tiene algún requisito especial que no pueda satisfacer con las aplicaciones estándar? Los perfiles especiales son nuestra especialidad. ¡Póngase en contacto con nosotros y seguro que encontraremos una solución!

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