Qu'est-ce que le test PIND ?

Existe-t-il des particules microscopiques à l'intérieur des appareils électroniques que vous utilisez qui peuvent affecter leur fonctionnement ?

Vous ne vous êtes probablement jamais posé cette question.

Heureusement, il y a des gens qui le font pour vous.

Aujourd'hui, nous allons parler du test PIND, ou test de détection du bruit d'impact de particules.

À quoi sert le test PIND ?

Cela peut paraître étrange au profane, mais une cause fréquente de dysfonctionnement des appareils électroniques — en particulier dans des environnements extrêmes — est la contamination des circuits par des particules microscopiques.

Ces particules microscopiques peuvent être de natures diverses et avoir des origines différentes : 

• Résidus de production: Il s'agit de résidus de matériaux tels que des adhésifs, des solvants, des résines, des lubrifiants et de la pâte thermique.

• Contamination environnementale: poussières, fibres, cheveux et autres contaminants ayant pénétré dans l'appareil lors de son assemblage. 

• Usure des composants: L'usure des composants peut également provoquer des dommages permettant à des particules solides de pénétrer dans les circuits.

Le test PIND est conçu pour vérifier la présence de ces particules microscopiques à l'intérieur d'un dispositif testé.

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Comment fonctionne le test PIND

Le test PIND est réalisé en introduisant plusieurs particules de taille connue dans le dispositif ou le composant électronique et en l'exposant à des vibrations physiques ou électriques. 

Lorsque les particules sont percutées, elles émettent des sons qui sont enregistrés par un microphone très sensible, révélant ainsi la présence d'autres particules étrangères à l'intérieur de l'échantillon testé. 

Le test PIND est réalisé dans un environnement isolé et contrôlé, capable de simuler les conditions réelles d'utilisation du dispositif en question.

Selon l'utilisation finale de ces dispositifs, l'environnement peut être une chambre thermo-vide, une chambre de pression ou même une chambre climatique.

Quels secteurs sont concernés par le test PIND ?

Plus qu'un simple test d'électronique grand public, le test PIND concerne deux secteurs dans lesquels les composants électroniques sont soumis à de fortes contraintes et à des environnements non conventionnels : les aérospatiale et militaire.

Les principales normes internationales qui régissent le test PIND sont en fait la méthode 2052 du MIL-STD-750 et la méthode 2020 du MIL-STD-883,toutes deux de portée militaire.

Chambres d'essais et climatiques PIND

Comme nous l'avions prévu, le test PIND doit être réalisé dans des environnements isolés où il est possible de contrôler certains paramètres afin de simuler les conditions environnementales réelles d'utilisation du dispositif.

C’est pourquoi les chambres climatiques jouent un rôle complémentaire dans le test PIND pour surveiller le comportement de l’appareil à certaines valeurs de température et d’humidité, qui peuvent également atteindre des seuils extrêmes.

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La chambre environnementale FDM pour les tests PIND

La chambre environnementale FDM est l'instrument idéal pour réaliser des tests climatiques complémentaires au test PIND, car elle est conçue pour reproduire des conditions environnementales extrêmes.

En fait, il peut atteindre des températures comprises entre  -70°C et +180°C et jusqu'à 98 % d'humidité relative .

Pour toute question ou préoccupation supplémentaire, n'hésitez pas à nous contacter.

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Normes de référence

• Méthode MIL-STD-883 2020 — Essai de détection du bruit d'impact de particules (PIND)
• Méthode 2052 de la norme MIL-STD-750 — PIND pour les dispositifs semi-conducteurs
• ESCC 20200 — Test de détection du bruit d'impact de particules (Coordination européenne des composants spatiaux)
• JEDEC JESD22-B107 — Analyse des particules internes des composants scellés
• MIL-PRF-38535 — Spécification générale pour les circuits intégrés (exigences de sélection)

Sources faisant autorité

• Norme de méthode d'essai MIL-STD-883.
• ESCC — Coordination des composantes spatiales européennes.
• JEDEC — Conseil conjoint d'ingénierie des dispositifs électroniques.

Questions fréquemment posées sur le test PIND

Qu’est-ce que le test PIND et que détecte-t-il ?

La technologie PIND (Particle Impact Noise Detection) détecte les particules en suspension à l'intérieur de cavités hermétiques scellées, généralement des boîtiers en céramique ou en métal de microcircuits, de relais hermétiques et de composants aérospatiaux. Le composant est excité par une vibration calibrée (choc + balayage sinusoïdal) tandis qu'un capteur piézoélectrique haute sensibilité détecte les impacts des particules sur les parois. Même une particule de 25 µm génère un pic acoustique distinct du bruit de fond.

Pourquoi les particules libres posent-elles problème ?

Dans les composants à haute fiabilité (satellites, avionique, dispositifs médicaux), les particules conductrices libres (fragments de métal de collage, résidus de fabrication, paillettes de céramique) peuvent générer des courts-circuits intermittents . Un court-circuit en orbite ou en vol peut compromettre la mission. Le contrôle PIND est un contrôle non destructif : les composants sains sont acceptés sans dommage, tandis que ceux présentant des particules détectables sont rejetés. Le taux de rejet typique est de 0,1 à 2 % pour les lots aérospatiaux.

Comment réalise-t-on un test PIND ?

Procédure selon la norme MIL-STD-883, méthode 2020 : (1) choc de pré-test de 1 500 g pendant 0,5 ms pour détacher les particules adhérentes ; (2) vibration sinusoïdale de 60 à 80 Hz à 10-25 g pendant 3 cycles de 2 à 3 secondes ; (3) écoute à l’aide d’ un capteur piézoélectrique fixé à l’emballage ; (4) amplification et filtrage de la bande 150-160 kHz ; (5) détection automatique des crêtes supérieures au seuil de 50 mV par rapport au bruit de fond. Durée d’un test : 5 à 15 secondes par composant.

Quels composants nécessitent un code PIN obligatoire ?

Le contrôle PIND est obligatoire pour les dispositifs de classe S (spatiale) et de classe B/Q (militaire) : microcircuits hermétiques MIL-PRF-38535, diodes/transistors MIL-PRF-19500, relais hermétiques MIL-PRF-39016 et oscillateurs à quartz. Il n’est pas requis pour les composants de classe N (commerciale) ni pour les composants encapsulés dans du plastique. Certains programmes critiques (navigation, missiles) exigent un double contrôle PIND avec un contrôle à 100 % avant et après rodage afin de détecter les particules générées lors des tests de contrainte.