Poiché la domanda di componenti elettronici, in particolare di semiconduttori, continua a crescere rapidamente, una delle sfide che l’industria sta affrontando è lavorare sul tempo necessario per testare tali componenti.
Uno dei test più conosciuti è il Bias (THB in breve), in cui vengono fatti stress sul campione di umidità e temperatura; è una soluzione molto valida, ma richiede un impiego di oltre 1000 ore per ultimare il test.
Proprio per questa ragione è stato ideato un altro tipo di test: l’HAST test, Highly Accelerated Temperature e Humess Stress Test.
Che cos’è l’Hast Test
Questo tipo di test offre vantaggi significativi. La prova di HAST impiega infatti tra le 96 e 100 ore per giungere a completamento (spesso anche meno): ciò implica significativi risparmi di tempo e quindi un impatto positivo sul business.
In ragione di questa caratteristica, l’HAST test è diventato rapidamente il più diffuso e apprezzato tra i metodi di test di resistenza per i dispositivi a semiconduttore. Sebbene sia principalmente collegato ai test sui semiconduttori, il test HAST viene utilizzato su una varietà di componenti elettronici compatti, ermeticamente sigillati e non sigillati, per fornire risultati di test rapidi ad una varietà di situazioni e necessità.
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Le norme di prova dell’HAST test
Il tempo non è l’unico elemento ad incidere sulla prova: ad esempio, il THB test deve essere impostato con i parametri di temperatura e umidità rispettivamente a 85°C e 85% R.h., condizione in cui i campioni sono sottoposti a carichi di polarizzazione. Tuttavia, questo è diventato oggi meno rilevante, a causa dei progressi nei materiali utilizzati in imballaggio e passivazione.
Diversamente, le condizioni di test HAST utilizzano una temperatura elevata di almeno 100°C - in genere intorno a 105°C - insieme ad un’umidità relativa elevata di circa l’85% e in combinazione con un’alta pressione atmosferica, fino a 4 atmosfere. Esiste anche una versione satura del test HAST che utilizza una temperatura di 121°C e un’umidità relativa del 100%. Se i componenti vengono testati in operatività, di solito viene eseguito il test con l’85% di umidità relativa. Questi parametri ambientali, forniscono un metodo accelerato di verifica dell’affidabilità dei componenti, trovando rapidamente i difetti nascosti, che potrebbero causare guasti durante l’uso a lungo termine.
Esistono diversi standard per i test HAST di IEC, JESD, JIS e JEITA: tutti indicano diverse combinazioni di temperatura e RH e sono utilizzati per situazioni diverse. I più comuni sono:
- IEC 60068-2-66 – Utilizzato per i componenti elettronici compatti non ermeticamente sigillati
- IEC 60749-4 – Utilizzato principalmente per semiconduttori
- JESD020C – Utilizzato per effettuare test di resistenza di riscaldamento della saldatura
- JESD22-A104D – Test della temperatura ciclica per coprire i test di interconnessione dei componenti e delle saldature
- J-STD-002D – Test per resistenza all’umidità accelerata, autoclave non distorto
- JESD22-A108B – Test di temperatura elevata (HTOL)
- JESD22-A102C – Utilizzato per provare la resistenza all'umidità accelerata di dispositivi su semiconduttori non ermeticamente sigillati
- JESD22-A110C – Utilizzato per dispositivi su semiconduttori non ermeticamente sigillati, durante l'alimentazione elettrica, per valutarne l’affidabilità
- JESD22-A118 – Valuta l’affidabilità dei dispositivi non alimentati a semiconduttore non sigillati ermeticamente
- JIS C60068-2-66 – Utilizzato per testare componenti elettronici compatti
- Metodo JEITA ED-4701/100 103 – Verifica la durata dei semiconduttori che vengono immagazzinati o usati all'interno di un’atmosfera ad alta temperatura e umidità
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Come si effettua l’HAST test con una camera di prova
Il test stress ad alta accelerazione, abbreviato in HAST, viene eseguito con camere di prova dedicate e progettate per soddisfare tutti i requisiti dello stesso.
Come detto in precedenza, queste camere sono impiegate per sostituire le camere di prova THB esistenti, che utilizzano meccanismi a bulbo umido/bulbo secco per controllare l’umidità.
La camera climatica, che controlla temperatura umidità e pressione, è indispensabile per fornire risultati più veloci in tutte le condizioni.
Il test HAST è particolarmente utile durante le modifiche del prodotto in cui le regolazioni potrebbero potenzialmente accelerare la corrosione del metallo, con risultati ottenibili molto più rapidamente rispetto alle alternative e, di conseguenza, con un impatto significativo sui tempi di sviluppo. L’ HAST test è la migliore opzione per testare qualsiasi tipo di corrosione causata dall'umidità.
Inoltre fornisce risultati di test completi di tutti i componenti soggetti al deterioramento, delle prestazioni complessive, comprese le prestazioni dei componenti sigillati in plastica in una varietà di condizioni, incluso un test di vibrazione. L’approccio HAST fornisce il vero test d’urto, che offre una visione generale delle prestazioni del prodotto.
Conclusione
Con la sua flessibilità e intensità a fornire una varietà di risultati di test in un breve lasso di tempo, l’HAST test è indispensabile per i moderni cicli di produzione. Fondamentalmente, il processo di test HAST consente sia il test saturo che insaturo dei componenti all'interno del ciclo di test, per i componenti sigillati in plastica o altri progettati per essere sigillati a livello ambientale.
Esso fornisce un risultato più snello e più efficace, che migliora considerevolmente i processi di sviluppo del prodotto. Qualunque siano gli standard di test utilizzati, la possibilità di eseguire test in giorni, anziché in mesi, crea nuove opportunità per lo sviluppo del prodotto. In questo senso viene agevolato il processo di test, che significa risposte più rapide alle mutevoli esigenze di produzione, miglioramento delle prestazioni e aumento della soddisfazione degli utenti.
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