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Pruebas de choque térmico: cómo investigar los fallos de arranque en frío de los circuitos integrados

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Investigar los fallos de arranque en frío de los circuitos integrados tras las pruebas de choque térmico utilizando los registros de la cámara, la temperatura medida del encapsulado y un sistema de forzamiento térmico SANWOOD.

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Un circuito integrado (IC) supera la comprobación eléctrica a temperatura ambiente tras someterse a pruebas de choque térmico. A baja temperatura, el mismo dispositivo arranca en un primer intento y falla en el siguiente. Para un equipo de fiabilidad de semiconductores, la primera tarea consiste en reproducir el síntoma en las condiciones documentadas. La siguiente es compararlo con los datos de arranque en frío recopilados antes de la exposición. Esa comparación determina qué conclusiones puede extraer el equipo sobre un cambio en el comportamiento del dispositivo.

Qué indica la comprobación a temperatura ambiente
Las pruebas de choque térmico exponen los paquetes de circuitos integrados a cambios rápidos entre condiciones específicas de calor y frío. Dado que el chip, el sustrato y otros materiales del paquete se expanden y contraen a ritmos diferentes, la exposición repetida puede someter a tensión las interfaces y las interconexiones. El método de ensayo define los límites de temperatura, los requisitos de transición, los periodos de permanencia y el número de ciclos. Un resultado satisfactorio a temperatura ambiente muestra cómo se comportó el dispositivo en las condiciones de esa comprobación eléctrica. Si el arranque en frío es relevante para la aplicación, debe evaluarse en sus propias condiciones definidas.

Rastrear el dispositivo hasta su exposición al choque térmico
Una cámara de choque térmico SANWOOD proporciona la exposición específica al calor y al frío para ensayos aire-aire. En una configuración de dos zonas, un portamuestras desplaza las muestras entre las zonas caliente y fría. En una configuración de tres zonas, las muestras permanecen fijas mientras que los reguladores cambian la trayectoria del flujo de aire. Esta diferencia es importante a la hora de disponer el soporte de las muestras o de tender los cables de temperatura conectados.
Cuando se produzca un fallo intermitente, comience por el ID del dispositivo y su referencia de ensayo en la cámara. Consulte los registros de temperatura, anote la posición del soporte si se ha registrado y confirme las condiciones de recuperación y el tiempo de la comprobación eléctrica a temperatura ambiente. Archiva los resultados complementarios del arranque en frío por separado de los datos de la calificación, para que los revisores puedan identificar qué comprobaciones exigía el plan de ensayo original.

Reproduce el arranque en frío a una temperatura medida del encapsulado
Un sistema de forzamiento de temperatura SANWOOD dirige un flujo de aire a temperatura controlada a través de un cabezal térmico hacia el área seleccionada del dispositivo. Los instrumentos eléctricos externos suministran alimentación, ejecutan la secuencia de arranque y registran la respuesta. Si el síntoma se produce cuando un circuito integrado frío y sin alimentación recibe corriente por primera vez, reproduce esa secuencia. Enfriar un dispositivo mientras ya está en funcionamiento responde a una cuestión diferente.
Registra por separado el punto de consigna del aire y la temperatura medida del encapsulado. El aire puede alcanzar su objetivo mientras el encapsulado aún se está enfriando. Defina el punto de medición de la temperatura y el criterio de estabilización antes de la prueba y, a continuación, registre la temperatura del encapsulado en el momento del arranque. Mantenga constantes en todos los intentos el dispositivo de sujeción, la tensión de alimentación, la secuencia de arranque y el intervalo de apagado. Indique el número de arranques fallidos respecto al total de intentos para facilitar la comparación del comportamiento intermitente.

Determine qué es lo que respalda la comparación
Una prueba de arranque en frío superada antes de la exposición y un fallo posterior, en condiciones comparables, indican un cambio en el comportamiento observado. Sigue siendo necesario un análisis de fallos para identificar su causa. Si el único resultado previo a la exposición fue una prueba superada a temperatura ambiente, documente las condiciones que reproducen el síntoma del arranque en frío y deje sin determinar su origen. Si al cambiar el zócalo o la placa se modifica el resultado, investigue ese efecto de la configuración antes de atribuir el fallo al circuito integrado.
Al revisar el equipo con SANWOOD, facilite el perfil de choque térmico requerido y la carga de muestra para la cámara. Para la repetición de la prueba en frío, proporcione la disposición del dispositivo de sujeción, la temperatura objetivo del encapsulado, la ubicación de los sensores y los requisitos de acceso eléctrico. Estos detalles ayudan a definir lo que cada configuración debe demostrar con el dispositivo y el accesorio reales.

Para obtener más detalles sobre la configuración de la prueba, la selección del equipo y la interpretación de los resultados de la nueva prueba, lea el artículo completo en la página web de SANWOOD: https://www.sanwood.us/news/214.html
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