Test Climatici per Elettronica

I test per i prodotti finali dell’industria elettronica possono riguardare diverse tipologie di beni strumentali e altrettanti campi di applicazione.

I test climatici per i prodotti elettronici, in particolare, ruotano principalmente intorno allo standard IEC/EN 60068 e alle sue diramazioni, come ad esempio:

Entrambe fanno riferimento a test climatici con temperatura ed umidità controllata, regolabili secondo diversi requisiti richiamati dallo standard.

I risultati dell’industria elettronica sono caratterizzati da test con condizioni estreme e cambiamenti repentini di temperatura ed umidità, tipiche di applicazioni militari, automotive ed aerospaziali. Un altro standard di riferimento è infatti il MIL-STD-202G (metodo N. 107G), specifico del campo militare.

Vediamo il perché di queste caratteristiche nelle prossime righe. 

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Test Climatici su Schede Elettroniche

Le schede elettroniche, oltre che nei semplici prodotti dell’elettronica di consumo, sono utilizzate principalmente proprio nei settori dell’automotive, militare, aeronautico, aerospaziale. Tutte applicazioni nelle quali l’affidabilità di un componente è necessaria per dar luce a prodotti finali totalmente sicuri e performanti. Le prove climatiche relative, quindi, devono essere altrettanto severe.

I test climatici su schede elettroniche rientrano, in alcuni casi, nella famiglia dei test di shock termico.

Lo shock termico può essere più forte della resistenza del materiale allo stesso e provocare guasti come la rottura delle saldature o dei piedini e quindi “smascherare” eventuali difetti di fabbricazione della scheda elettronica: è proprio questo l’obiettivo del test climatico.

L’ultimo step del collaudo di una scheda elettronica, affinché possa essere considerata funzionante, è il cosiddetto test di burn-in.

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Che Cos’è il Test Burn-in su Schede Elettroniche

Il test di burn-in è una fase del collaudo di una scheda elettronica: il burn-in è la parte finale del test, insieme alle attività di ciclo termico, sia in assenza di polarizzazione e in condizioni operative. 

Il burn-in, detto anche HASS (Highly Accelerated Stress Screening) cortocircuita tutte le componenti della scheda attraverso stress di tipo climatico. La temperatura di test deve essere controllata in modo accurato, per non essere troppo elevata e bruciare i chip, ma abbastanza alta da simulare condizioni particolari.

Una scheda elettronica avrà a che fare, nel corso del suo ciclo di vita, sia con condizioni climatiche standard sia con condizioni estreme.

La temperatura estrema però, non serve solo a simulare una condizione altrettanto forte, ma anche a velocizzare le condizioni standard: parliamo quindi di test di invecchiamento accelerato. 

In condizioni normali, infatti, ci vorrebbero circa 36 mesi per scoprire ogni eventuale difetto nella scheda, e quindi per replicare naturalmente le caratteristiche di un test di burn-in. Il test di burn-invece, può essere replicato in un tempo limitato di circa 170h, in modo da entrare perfettamente nelle tempistiche industriali del mondo contemporaneo.

L’obiettivo principale di un test di burn-in è quello di rilevare quella che in gergo viene chiamata mortalità infantile. Se ci pensiamo bene, il ciclo di vita di un prodotto è praticamente deciso dalla vita di un singolo componente, che può influire sul funzionamento totale del dispositivo.

Ogni elemento deve quindi essere studiato in modo approfondito, per risolvere eventuali errori in anticipo e portare allo zero il tasso di mortalità infantile. 

I motivi per i quali una scheda elettronica può risultare difettosa sono nel progetto o nel montaggio e implicano difetti di superficie, di metallizzazioni e di saldature.

La situazione ideale della cosiddetta curva a “vasca da bagno”, presenta la mortalità infantile solo principalmente nella fase iniziale, seguita da un periodo di discesa. 

Se ogni dispositivo viene stressato per un tempo x, i componenti con tasso di guasto alto verranno constatati prima e subito eliminati.

In caso il test vada a buon fine e la scheda non presenti nessun particolare difetto, si parla di componente “idoneo al compito”.

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Camera Climatica per Test Burn-in

 

Una camera climatica per test di burn-in deve quindi essere in grado di garantire all’ EUT (Equipment Under Test) cambi repentini di temperatura e uniformità e stabilità dei parametri durante il test.

In base allo specifico requisito di test, alcune camere, cosiddette di shock termico (MIL-STD-883H N. 1010.8) sottopongono il campione a condizioni estreme attraverso il passaggio da una zona cosiddetta calda ad una fredda all’interno dello stesso macchinario.

I cambi repentini di temperatura faranno venire alla luce tutte le parti destinate alla mortalità infantile.

Le Camere Ambientali FDM

 

Le camere ambientali FDM, con un rate in salita e in discesa rispettivamente di +5/-4°/min si presentano come il macchinario ideale per i test di burn-in in ambito elettronico, ma anche automotive, militare e aerospaziale.

Questa specifica, non solo simula le reali condizioni per far emergere la mortalità dei componenti difettosi, ma riduce i tempi di test, per incontrare i tempi industriali di ricerca e sviluppo di oggi. 

La temperatura interna è omogenea in tutte le parti della camera, per evitare dispersioni di alcun tipo. 

Con un range di temperatura che può arrivare a -70/180°, un’umidità regolabile fino al 98°, e un range di volumi che parte da 25 litri, le camere per controllo ambientale FDM forniscono una soluzione per ogni requisito, nel campo dei test climatici per l’elettronica.

 

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