Test "Double 85" : Comment les chambres à température et humidité constantes simulent des conditions extrêmes pour forger la fiabilité des produits

  Dans la fabrication industrielle, notamment dans des secteurs tels que l'électronique, l'automobile, le photovoltaïque et les nouveaux matériaux, un terme spécialisé est fréquemment entendu—le "Test Double 85". Ce test, qui peut sembler quelque peu énigmatique, est une partie indispensable de la vérification moderne de la qualité et de la fiabilité des produits. L'équipement de base chargé d'exécuter cette procédure critique est la chambre à température et humidité constantes. Cet article donne un aperçu détaillé de ce qu'implique le test "Double 85", des normes auxquelles il se conforme et de la manière dont ces chambres relèvent ce défi environnemental difficile. Les indicateurs de test sont conformes aux normes internationales telles que IEC61215 et IEC61646, ainsi qu'aux spécifications nationales telles que GB/T19394.

Qu'est-ce que le test "Double 85" ? – Définition et essence

"Double 85" est un terme courant de l'industrie qui décrit précisément un ensemble spécifique de conditions de température et d'humidité :

Le premier "85" : fait référence à une température de +85 °C.

Le second "85" : fait référence à une humidité relative de 85 % HR.

Ainsi, le "Test Double 85" implique généralement de placer des échantillons de test à l'intérieur d'une chambre à température et humidité constantes et de maintenir l'environnement à une température constante de +85 °C et à une humidité relative de 85 % pendant une période prolongée afin de procéder à des évaluations de vieillissement, de durabilité ou de fiabilité.

Compréhension plus approfondie :
Le test "Double 85" n'est pas simplement la combinaison de deux chiffres. Il simule les environnements extrêmes de température et d'humidité élevés que l'on trouve couramment en été dans de nombreuses régions du monde (par exemple, les zones tropicales et subtropicales). Cet environnement est très agressif et agit comme un puissant catalyseur pour les produits, en particulier les composants électroniques et électriques, en exposant rapidement les défauts potentiels.

Pourquoi 85 °C et non 95 °C ou 60 °C ?

  Le test Double 85 est une norme établie par les ingénieurs d'essais de fiabilité pour accélérer le processus d'essai du cycle de vie des produits. Dans des scénarios réels, il est rare de rencontrer des conditions de température de 85 °C et d'humidité de 85 %. Par conséquent, le test Double 85 n'est pas destiné à reproduire les environnements d'utilisation réels, mais plutôt à simuler la fiabilité des produits dans des conditions extrêmes.

Bien que des niveaux de température et d'humidité plus élevés puissent ressembler davantage à certains environnements réels, pourquoi ne pas opter pour des conditions d'essai encore plus rigoureuses ? La raison réside dans l'analyse statistique, qui montre que les défaillances survenant dans de telles conditions d'essai extrêmes ne reflètent souvent pas les problèmes qui surviendraient lors de l'utilisation réelle du produit. Au lieu de cela, elles sont fréquemment causées par un stress excessif imposé par les conditions d'essai elles-mêmes. Grâce à l'expérience pratique accumulée, la méthode d'essai Double 85 a été reconnue comme étant plus alignée sur les scénarios réels. Elle répond efficacement à la nécessité d'évaluer la fiabilité des produits dans des conditions extrêmes, ce qui en fait une approche d'essai idéale et raisonnable.

Pourquoi effectuer le test "Double 85" ? – Objectif et importance

  L'objectif principal du test "Double 85" est l'essai de contrainte accéléré. Les problèmes qui pourraient prendre des années à se manifester dans des conditions environnementales naturelles peuvent apparaître en quelques centaines, voire quelques dizaines d'heures, dans les conditions rigoureuses du "Double 85". Ses principaux objectifs d'évaluation comprennent :

  Évaluation de la tolérance des matériaux : vérifier si les matériaux non métalliques comme les plastiques, les caoutchoucs, les revêtements et les adhésifs se déformeront, se décoloreront, vieilliront ou se décomposeront à des températures et une humidité élevées.

  Inspection de la fiabilité des composants : tester si les composants électroniques tels que les circuits intégrés, les circuits imprimés, les condensateurs et les résistances peuvent fonctionner de manière stable dans des conditions extrêmes, en empêchant la corrosion interne, la migration des ions, les circuits ouverts ou les courts-circuits causés par la chaleur humide.

  Vérification de la stabilité globale du produit : évaluer si les performances d'étanchéité, les propriétés mécaniques et les performances électriques du produit final (par exemple, les téléphones portables, les contrôleurs automobiles, les onduleurs solaires, les batteries) répondent aux normes.

  Essais de durée de vie accélérés : en appliquant des contraintes bien supérieures aux conditions d'utilisation normales, estimer rapidement la durée de vie et le taux de défaillance du produit, en fournissant des données pour l'amélioration de la conception et le contrôle de la qualité.

  En termes simples, un produit qui réussit le test "Double 85" démontre son potentiel de fonctionnement stable à long terme dans des environnements difficiles, ce qui indique une fiabilité plus élevée et une qualité plus fiable.

La Chambre à température et humidité constantes : équipement clé pour le "Double 85"

  Une chambre à température et humidité constantes capable d'effectuer le test "Double 85" doit posséder les principaux systèmes et caractéristiques suivants pour répondre aux exigences de précision des normes susmentionnées :

  Système de chauffage : utilise des éléments chauffants de haute qualité pour augmenter rapidement et uniformément la température de la chambre à 85 °C.

  Système de réfrigération : essentiel pour la phase de refroidissement et pour le contrôle de l'humidité (via la déshumidification), même si le test nécessite une température élevée. Utilise généralement la réfrigération à compression mécanique.

  Système d'humidification : le cœur pour atteindre une humidité élevée de 85 % HR. Utilise généralement une chaudière pour produire de la vapeur pure ou une méthode d'évaporation du bac à eau pour injecter de la vapeur avec précision dans la chambre.

  Système de contrôle : un contrôleur à microprocesseur avancé agit comme le "cerveau", permettant le réglage et le maintien précis des valeurs de température et d'humidité, avec une surveillance en temps réel pour garantir que les fluctuations restent dans les tolérances (par exemple, Temp ±0,5 °C, Humidité ±2 % HR).

  Capteurs : des capteurs de température PT100 de haute précision et des capteurs d'humidité capacitifs fournissent des données en temps réel au système de contrôle pour un contrôle en boucle fermée.

  Construction de la chambre : l'intérieur est généralement en acier inoxydable résistant à la corrosion et facile à nettoyer. Il présente une excellente isolation et une excellente étanchéité pour garantir un environnement interne stable sans perte d'énergie.

Procédure typique du test "Double 85"

  Un test "Double 85" standard suit généralement les étapes suivantes (en utilisant JESD22-A101 comme exemple) :

  Préparation des échantillons et tests initiaux : effectuer une inspection visuelle et des tests de performance électrique sur les échantillons, en enregistrant les données de référence.

  Réglage des paramètres : régler strictement la température cible (+85 °C), l'humidité cible (85 % HR), la durée (par exemple, 1 000 heures) et connecter l'alimentation de polarisation conformément à la norme sur le contrôleur.

  Démarrage : l'équipement commence à fonctionner, en chauffant et en humidifiant selon le programme prédéfini. La température et l'humidité sont strictement contrôlées dans les valeurs définies (par exemple, Temp ±0,5 °C, Humidité ±2 % HR).

  Fonctionnement continu et surveillance : la chambre maintient les conditions "Double 85" et la tension de polarisation pendant toute la période définie, tandis que l'état de l'équipement est surveillé.

  Récupération : après le test, les échantillons sont stabilisés pendant une période spécifiée (par exemple, 24 heures) dans des conditions de récupération de température/humidité ambiante standard.

  Inspection et évaluation finales : effectuer des inspections finales complètes sur les échantillons. Comparer les résultats avec les données de pré-test et déterminer la réussite/l'échec en fonction des critères de défaillance définis dans la norme (par exemple, si la dérive des paramètres dépasse les limites, défaillance fonctionnelle).

Température de 85 °C et humidité relative de 85 %. Cet environnement de test rigoureux accélère le vieillissement des matériaux et révèle les défauts potentiels, jouant ainsi un rôle essentiel dans le contrôle de la qualité dans de multiples secteurs. Les sections suivantes détaillent les produits et matériaux typiques qui nécessitent le test Double 85 et analysent la nécessité de tels tests.

Produits électroniques et électriques

  Les composants électroniques, les cartes de circuits imprimés et les appareils finaux sont les principaux sujets du test Double 85. Les composants tels que les circuits intégrés (CI), les résistances, les condensateurs et les inducteurs sont sujets à des problèmes tels que la migration des métaux et la diminution des performances d'isolation à une humidité et une température élevées. Par exemple, si une carte mère de smartphone présente une oxydation des joints de soudure ou un court-circuit après un test Double 85 de 500 heures, des améliorations des processus d'emballage sont nécessaires. Le test de dégradation induite potentielle (PID) pour les modules photovoltaïques (panneaux solaires) repose également sur les conditions Double 85, car l'humidité accélère la migration des ions entre le verre et le film EVA, ce qui entraîne une réduction de l'efficacité de la production d'énergie. De plus, les alimentations de pilotes de LED et les unités de commande électroniques automobiles (ECU) nécessitent ce test pour vérifier leur fiabilité dans les climats tropicaux ou les environnements à haute température comme les compartiments moteur.

Matériaux polymères et revêtements

  L'évaluation de la résistance aux intempéries des matériaux non métalliques tels que les plastiques, les caoutchoucs et les adhésifs est indissociable du test Double 85.      Exemples :

-Plastiques techniques : le PA66 (Nylon) a tendance à absorber l'humidité et à se dépolymériser dans les environnements humides et chauds, ce qui entraîne une réduction de la résistance mécanique. Les composants tels que les collecteurs d'admission automobiles doivent être testés pour la résistance à l'hydrolyse.

-Matériaux d'étanchéité : lorsque des joints en caoutchouc de silicone sont utilisés pour sceller les bords des modules photovoltaïques, le test Double 85 peut simuler 25 ans de vieillissement en extérieur. Si des fissures se produisent, des ajustements de la formule sont nécessaires.

-Revêtements et placages : le test est utilisé sur la peinture électrophorétique automobile et les revêtements UV sur les boîtiers d'appareils pour vérifier l'apparition de cloques ou de décollements. Par exemple, les fissures observées dans le revêtement du panneau d'un climatiseur d'une marque après 240 heures de test ont été attribuées à un processus de durcissement insuffisant.

Nouvelles énergies et équipements de stockage d'énergie

  Les matériaux utilisés dans les batteries au lithium, tels que les anodes, les cathodes, les séparateurs et les électrolytes, sont très sensibles à l'humidité. Le test Double 85 peut accélérer la décomposition des électrolytes, ce qui permet de détecter la production de gaz qui pourrait provoquer un gonflement de la batterie. Dans un cas, une cellule de batterie 18650 a subi un court-circuit interne en raison du rétrécissement du séparateur pendant le test, ce qui a incité le fabricant à passer à un séparateur à revêtement céramique. Le revêtement sur les plaques bipolaires des piles à combustible à hydrogène nécessite également ce test pour vérifier la résistance à la corrosion, car l'humidité exacerbe la corrosion électrochimique des plaques métalliques.

Composants critiques dans l'industrie automobile

  Au-delà de l'électronique automobile mentionnée précédemment, les composants suivants nécessitent également des tests :

-Faisceaux de câbles et connecteurs : l'isolation en PVC peut devenir cassante dans des conditions humides et chaudes, et l'oxydation des placages des bornes peut entraîner un mauvais contact. Le groupe Volkswagen, par exemple, exige que les faisceaux de câbles résistent à 1 000 heures dans des conditions Double 85 sans défaillance.

-Matériaux intérieurs : lors des tests de vieillissement à la chaleur humide de la mousse de polyuréthane des sièges, si les émissions de formaldéhyde dépassent les normes, des additifs à faible volatilité doivent être utilisés.

-Produits en caoutchouc : si les balais d'essuie-glace présentent un durcissement ou des fissures après le test, des ajustements du système de vulcanisation sont nécessaires.

Produits militaires et aérospatiaux

  Les équipements aéroportés et les composants de satellites doivent résister à des environnements extrêmes. Par exemple, les tests Double 85 sur un module avionique pour un avion de chasse ont révélé des problèmes de fissuration dans le composé d'encapsulation en résine époxy, ce qui a conduit à un passage à un matériau en polyuréthane. Les cellules solaires en silicium pour les panneaux solaires des engins spatiaux sont sélectionnées à l'aide de ce test pour sélectionner les modèles résistants au PID.

Matériaux médicaux et d'emballage

-Plastiques médicaux : si la transparence du matériau PP utilisé dans les seringues diminue après le test, cela pourrait affecter l'évaluation de la stabilité des médicaments.

-Emballage pharmaceutique : les blisters en aluminium-plastique sont sujets à la délamination dans les environnements humides et chauds, ce qui nécessite une vérification des performances de l'adhésif.

- Emballage de stérilisation : les matériaux comme le Tyvek doivent conserver leur fonction de barrière microbienne après avoir été soumis au test.

Normes de test et réglementations de l'industrie

Différents domaines adhèrent à des normes spécifiques :

-Industrie électronique : IEC 60068-2-66 (essais HALT), JESD22-A101 (essai de durée de vie avec polarisation en température et humidité constante)

-Industrie photovoltaïque : IEC 61215 (essai de cycle chaleur humide), UL 1703

-Industrie automobile : ISO 16750-4, Volkswagen PV1210

-Normes militaires : GJB 150.9A-2009 (essai de chaleur humide pour les équipements militaires)

Conclusion

Le test "Double 85", avec sa paire de chiffres apparemment simple, incarne une recherche de la qualité des produits, soutenue par un système rigoureux de normes internationales et nationales. La chambre à température et humidité constantes, en tant qu'outil permettant d'atteindre cet objectif, simule des environnements extrêmes. Elle agit comme un "examinateur de qualité" strict, suivant un "programme" défini (les différentes normes) pour exposer de manière proactive les faiblesses des produits. C'est cette philosophie de "baser les actions sur les normes et de se préparer aux jours de pluie" qui garantit que les produits atteignant les consommateurs finaux peuvent résister à l'épreuve du temps et de l'environnement, étant plus sûrs, plus fiables et plus durables.