RESCOLL propose : Fiabilité des dispositifs électromédicaux

En lien avec la norme IEC 60601-1, RESCOLL mène des études de fiabilité des systèmes électroniques afin d’identifier les défauts de conception et d’orienter vos choix vers le produit le plus fiable.

Ces études se déclinent de la façon suivante :

1/Etude de la conception et du profil de mission associé :

Le profil de mission décrit les charges et les contraintes agissant sur le produit en utilisation réelle. Il s’agit par exemple de changements de température, de profil de température, de contacts avec des fluides, de vibrations et de fonctionnement dans des champs électriques et/ou mécaniques, ou d’autres facteurs environnementaux. Il est important de préciser les facteurs de stress pertinents dans leur nature, leur intensité et leur durée d’exposition, ainsi que leurs combinaisons possibles. Avec ces détails, il est possible, dans la précision spécifiée, de faire des projections concernant la fiabilité de l’application et de ses composants en utilisation réelle.

Analyses de risques : lister les principales fonctions à risques de chaque produit et faire une analyse des risques technologiques associée. Il n’est pas envisageable de vérifier l’ensemble des nomenclatures des différents sous-ensembles mais le but est d’identifier des risques par rapport aux fonctions (carte vidéo, mémoires, alimentation…) et sur certains composants critiques (connectiques, processeurs, ventilateurs…). L’objectif est de connaitre quelles sont les fonctions les plus critiques par rapport à la disponibilité, la fiabilité (Est-ce que la fonction est pérenne ?). Il faut également prendre en compte les risques liés à l’intégration des sous-ensembles qui peut être une source de défaillances (Position des composants, fixations mécaniques, fixation des composants lourds, contraintes mécaniques lors de l’intégration des cartes…).

Analyse de la conception et de la qualité de fabrication : L’objectif global est d’évaluer des risques liés à l’industrialisation et à la conception d’un système électronique :

Placement des composants, Qualité des joints brasés (forme, mouillabilité, quantité de brasure…), Qualité des retouches, Résidus divers (pollutions organiques, résidus de brasage…) ,

Design de la carte , Autre (composant détérioré…)

Tous les écarts sont positionnés sur une vue d’ensemble du système. Les normes IPC-A-610F et IPC-A-600H Classe 3 sont utilisées comme référence.

Taux de bulles dans les joints de brasure, remplissage des trous destinés au report des composants traversants, Analyse des délaminations des circuits intégrés ,Autre (résidus de brasure sous les composants

La brasure : forme des ménisques, structure métallurgique (ex : lamellaire pour SnPb / dendritique pour lead free), intermétalliques (épaisseur/homogénéité),la présence de bulles, la présence de fissures, problèmes de mouillabilité, Autre (pollution dans les joints…)

Des défauts potentiels PCB : problèmes de métallisation, délaminations, récession de résine, ruptures annulaires, …

Un certain nombre de sections sont réalisées en fonction de l’assemblage de la carte. Toutefois chaque type de procédé d’assemblage est analysé au moins une fois : Refusion (Simple / Double) , Vague (sélective), Manuel (reprises) ,Pin In Paste , Press Fit …

2/Etude thermique en fonctionnement nominal

La cartographie thermique permet d’identifier les principaux composants contributeurs à la dissipation et d’évaluer les différents gradients thermiques. Les produits sont équipés de thermocouples afin de déterminer de manière précise les variations de température. Ces mesures sont basées, en général, sur un essai de type OFF/ON/OFF avec prise en compte du régime établi en température. A partir des données expérimentales et avec les données fabricants des composants en puissance, un modèle numérique qui prend en compte le PCB (Printed Circuit Board), les composants dissipateurs, les boîtiers des composants et les flux thermiques est établi. Le modèle numérique est ensuite utilisé pour mettre en œuvre 3 scenarii différents représentants des cas de fonctionnement extrême du produit électronique.

3/Essais de robustesse

Les essais HALT (Highly accelerated life test), très utilisés dans le domaine de l’électronique embarquée servent à évaluer la robustesse des produits électroniques et les défauts de conception quels que soient leurs domaines d’applications.

Notre département essais environnementaux dispose d’une enceinte Qualmark Typhoon qui réalise ces essais en 3 phases bien distinctes :

Pré HALT : Définition du plan d’essai, définition et réalisation de l’outil de fixation du produit, définition et adaptation du moyen de test utilisé pour contrôler le système pendant les essais. RESCOLL fournit une expertise technique pour la définition de l’outillage de fixation et la préparation des essais.

HALT : Réalisation de l’essai. Les essais du produit sont réalisés en moyenne sur une durée de 5 jours.

Post HALT : Synthèse et analyse des résultats avec définition des défaillances rencontrées.

Une synthèse comparative de toutes les études et essais réalisés permet de conduire à la préconisation finale qui identifiera pour chaque produit électronique les risques de défaillance et la meilleure qualité de conception.

Pour plus d’informations : laurent.casaril@rescoll.fr

équipements électro-médicaux • fiabilité • HALT HASS • IEC 60601-1 • Qualmark • Robustesse