Tests COTS et conception pour la sécurité avec l'initiative SET de Samtec

Cet article présente Severe Environment Testing (SET), une norme de test de sécurité qui comble l'écart entre un produit MIL-STD complet et un produit COTS à fournir confiance supplémentaire dans la sécurité d'un produit COTS.

Les interconnexions électriques sont utilisées dans une grande variété d'industries et dans une myriade de conditions de stockage et de fonctionnement. Pour cette raison, de nombreux utilisateurs finaux nécessitent des tests approfondis sur les interconnexions pour s'assurer qu'elles fonctionnent comme prévu dans l'application finale. Severe Environment Testing (SET) a été développé pour donner aux concepteurs la confiance nécessaire pour les intégrer dans leurs systèmes.

Origine de l'Initiative SET

Les produits commerciaux (COTS) ne sont pas nouveaux ; Cependant, il est relativement nouveau pour les industries militaire/aérospatiale, automobile, industrielle et médicale de les utiliser. En règle générale, ces industries nécessitent des tests supplémentaires qui ne sont normalement pas effectués sur les produits COTS. L'objectif de SET est de combler l'écart entre un produit MIL-STD complet (pour l'armée/l'aérospatiale) et un produit COTS. SET fournit aux concepteurs de systèmes et aux ingénieurs la confiance supplémentaire qu'un produit COTS fonctionnera dans leur application.

Figure 1. Le badge d'approbation SET.

Tests en environnement sévère

SET a été développé à l'aide de VITA 47.0 – 47.3 et passe plusieurs des tests de qualification courants impliquant la résistance de circuit de bas niveau (LLCR), l'humidité, les cycles de température, la tension de tenue diélectrique (DWV) et les chocs et vibrations mécaniques. SET prend ces tests de qualification standard et y ajoute des exigences, démontrant ainsi la capacité du connecteur pour les environnements sévères. Pour une meilleure compréhension des tests SET, voir l'exemple de rapport SET (PDF).

Tableau 1. Domaines des tests de qualification de conception de Samtec

Accouplement/Désaccouplement/Durabilité dans les tests de qualification standard

L'accouplement/désaccouplement/durabilité démontre la capacité de l'ensemble de connecteurs à fonctionner comme prévu, même lorsque les conditions auxquelles il est soumis ne sont pas idéales. L'accouplement/désaccouplement/durabilité sont courants dans les tests de qualification standard, mais avec le SET, les conditions ont été intensifiées. Dans un test standard d'accouplement/désaccouplement/durabilité, l'humidité relative (HR) sera réglée sur une plage de 90 à 98 % pour une durée de 10 jours avec 25 cycles d'accouplement et de désaccouplement. Pour SET, l'HR est réglée à 100 % avec 250 cycles d'accouplement et d'umating.

Test de cyclage de température (test de choc thermique)

Un autre aspect critique de tout test environnemental consiste à garantir les performances de l'ensemble de connecteurs lorsqu'il est exposé à un choc thermique. Le test de cyclage de température (également appelé test de choc thermique) évalue la capacité du connecteur à résister à des changements de température extrêmes. Ce test est important lorsque les conditions de fonctionnement d'un système peuvent changer en quelques minutes.

Normalement, un test de choc thermique prend un ensemble de connecteurs de -55°C à +85°C sur 100 cycles avec une temporisation de 30 minutes à chaque température. La version SET de ce test augmente la plage de température de -65 °C à +125 °C sur 500 cycles avec une temporisation de 30 minutes à chaque température. Au cours de ce test, les pièces sont testées pour la résistance de circuit de bas niveau (LLCR) pour rechercher des augmentations de résistance à travers le système.

Chocs mécaniques/Vibrations aléatoires/LLCR et détection d'événements

L'objectif global des tests de chocs mécaniques/vibrations aléatoires est de mesurer les performances d'un ensemble de connecteurs soumis à une série de chocs mécaniques et de vibrations aléatoires. Alors que la version standard de ce test utilise un choc de crête de 100G pendant six millisecondes, demi-sinus, la version SET utilise un choc de crête de 40G pendant 11 millisecondes, demi-sinus. Le LLCR est utilisé avant et après le test pour évaluer les effets du test et rechercher des changements dans la résistance du système de contact.

Le test de vibration aléatoire standard utilise 7,56 g RMS pendant deux heures par axe; la version SET de ce test utilise 12gRMS, 5 - 2000Hz pendant une heure par axe. Au cours de ce test, la détection d'événement est utilisée pour surveiller en permanence l'ensemble de contacts pour détecter les discontinuités pendant le test de vibration.

Décharge électrostatique (ESD)

Les décharges électrostatiques ne sont généralement pas testées pour les connecteurs électriques ; dans des environnements sévères, cependant, il arrive parfois que les concepteurs de systèmes aient besoin de savoir comment les composants géreront les décharges électrostatiques. Au cours d'un test ESD, le connecteur est testé accouplé et désaccouplé avec des inspections visuelles avant et après le test pour déterminer si des dommages se sont produits. Pour ce test, une inspection visuelle est suffisante pour déterminer si le connecteur a réussi. Les connecteurs sont des dispositifs passifs, sans composants actifs, et le seul dommage qui pourrait survenir serait le placage.

Ce test est basé sur la norme EN61000-4-2 de VITA 47. Les événements ESD vont de 0 kV à 15 kV lorsqu'ils sont déchargés via un condensateur de 150 pf via une résistance de 330 ohms. Les connecteurs sont exposés à 5 kV, 10 kV et 15 kV (10 fois à chaque niveau), puis ils sont inspectés visuellement pour détecter tout dommage.

Tension de tenue diélectrique (DWV) à l'altitude

La tension de tenue diélectrique est un test électronique courant, mais le test à une altitude de 70 000 pieds ajoute à la difficulté du test. Dans un test DWV typique, les connecteurs sont testés en appliquant la tension de test pendant 60 secondes. La pièce est considérée comme réussie s'il n'y a pas eu d'arcs électriques à sa tension d'essai (0,75 x la tension de claquage d'une pièce).

Pour le DWV à l'altitude, le test est effectué dans une chambre d'altitude pour simuler une altitude de 70 000 pieds avec une tension de test à 300 VCA. En supposant que les jeux de connecteurs ne tombent pas en panne électriquement, ils sont considérés comme ayant réussi le test.

SET s'étend à d'autres séries de produits

Le test d'environnement sévère a été développé par Samtec pour les ingénieurs et les concepteurs à la recherche de données de qualification supplémentaires pour les produits COTS utilisés dans des environnements sévères. Ces tests vont au-delà des tests de qualification standard menés sur les articles COTS et démontrent la capacité des connecteurs à fonctionner dans des environnements sévères.

Samtec fait évoluer en permanence sa gamme de produits testés pour les environnements sévères. Consultez ici la liste la plus récente des séries approuvées.

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