Porque é que os testes de ciclos de temperatura são efectuados nos chips?

O teste de ciclos de temperatura é uma técnica utilizada para avaliar a durabilidade dos chips semicondutores. Ao expor repetidamente o chip a temperaturas altas e baixas alternadas, este teste simula o desempenho do chip em condições térmicas extremas. Depois de ler esta publicação do blogue, ficará a saber o que é o ensaio de ciclos de temperatura, porque é importante, como é realizado e as normas de ensaio relevantes.

O que é o teste de ciclo de temperatura?

Ensaios de ciclos de temperatura é realizado durante as fases de desenvolvimento e de seleção do produto. É também designado por ensaio de ciclo térmico ou ensaio de ciclo de temperatura alta-baixa. Durante o ensaio, a amostra é exposta a um ambiente controlado onde as temperaturas altas e baixas se alternam em ciclos. Este processo é utilizado para avaliar a durabilidade e a fiabilidade do produto sob tensão térmica.

Como efetuar testes de ciclos de temperatura?

Procedimento de ensaio de ciclos de temperatura

Passo 1: Colocar o chip a ser testado no câmara de ensaio de ciclos de temperatura.

Step 2: Set the high and low temperature range. Typically, the high temperature ranges from +50°C to +150°C, while the low temperature ranges from -10°C to -70°C. These settings can be adjusted based on specific testing requirements.

Passo 3: Dentro do intervalo de temperatura definido, a câmara de ensaio efectua um ciclo contínuo de temperatura. Por exemplo, o chip pode ser exposto a uma temperatura elevada durante 12 horas, depois a uma temperatura baixa durante mais 12 horas, repetindo este ciclo.

Passo 4: Repetir o processo de ciclos de temperatura até o chip atingir o número predeterminado de ciclos ou falhar devido a stress térmico.

Parâmetros técnicos dos ensaios de ciclos de temperatura

Os parâmetros técnicos dos ensaios de ciclos de temperatura incluem: alta temperatura, tempo de permanência a alta temperatura, taxa de arrefecimento, baixa temperatura, tempo de permanência a baixa temperatura, taxa de aquecimento e o número de ciclos. A severidade do ensaio depende do intervalo de temperatura alta/baixa, dos níveis de humidade e da duração da exposição.

De acordo com os dados disponíveis, é necessário um mínimo de três ciclos para a estabilização da temperatura. Isto significa que os testes de ciclos de temperatura ao nível da pastilha devem ser efectuados pelo menos três vezes. Embora a estabilidade seja normalmente alcançada após três ciclos, para uma melhor repetibilidade, recomenda-se a realização de pelo menos dois ciclos adicionais - para um total de cinco.

Ao realizar testes de ciclos de temperatura, o número de ciclos deve ser selecionado com base no ambiente de funcionamento real do produto e nos requisitos de fiabilidade. Isto assegura que os resultados reflectem com precisão o desempenho do produto no mundo real sob stress térmico.

<trp-post-container data-trp-post-id='13894'>Why Is Temperature Cycling Testing Performed On Chips?</trp-post-container> - semiconductor chiller（images 1） — Processo de embalagem e ensaio de semicondutores, o ensaio de ciclo de temperatura do chip ajuda a melhorar a estabilidade durante a utilização.

Normas dos ensaios de ciclos de temperatura

GB/T 2423.3 – Basic Environmental Testing Procedures for Electrical and Electronic Products: Test Ca – Damp Heat, Steady State
IEC 60068-2-78 – Environmental Testing for Electrical and Electronic Products: Test Ca – Damp Heat, Steady State
GB/T 2423.4 – Environmental Testing for Electrical and Electronic Products – Part 2: Test Methods – Test Db: Damp Heat, Cyclic (12 h + 12 h cycle)
IEC 60068-2-30 – Environmental Testing – Part 2-30: Tests – Test Db and Guidance: Damp Heat, Cyclic

Critérios de avaliação dos resultados dos ensaios de ciclos de temperatura

A superfície do produto deve estar isenta de danos, deformações ou outros defeitos. No caso de superfícies revestidas ou chapeadas, não deve haver sinais de descamação, formação de bolhas ou descoloração.
Os componentes de plástico não devem apresentar fissuras, bolhas ou deformações.
As peças de borracha não devem apresentar envelhecimento, aderência, amolecimento ou fissuras.
As juntas soldadas dos componentes do produto não devem apresentar sinais de fluxo ou deslocação da solda.
O desempenho e a funcionalidade estrutural do produto devem cumprir os requisitos técnicos especificados. Não devem estar presentes quaisquer outros defeitos susceptíveis de prejudicar o funcionamento normal do produto.

Qual é o objetivo do ensaio de ciclos de temperatura?

De acordo com um relatório do IES nos Estados Unidos, entre os vários testes ambientais comummente utilizados, o teste de ciclos de temperatura é o mais eficaz - atingindo 77%.

Os ensaios de ciclos de temperatura ajudam a avaliar a durabilidade e a estabilidade de materiais ou produtos em condições de temperatura extremas, tornando-os um método fundamental para avaliar a qualidade e a fiabilidade dos produtos. É um método fundamental para garantir um desempenho consistente do produto ao longo do tempo.

Considerações finais

Nos domínios da avaliação da durabilidade e da fiabilidade dos chips semicondutores, os ensaios de ciclos de temperatura desempenham um papel significativo.

LNEYA câmara de ensaio ambientals pode oferecer uma gama de controlo de temperatura de -80°C to +150°Csatisfazendo plenamente os requisitos dos ensaios de ciclos de temperatura ao nível do chip.