Ensayos de confiabilidad de equipos electrónicos: envejecimiento acelerado, ciclado térmico y análisis de fallas

Fundamento

Los ensayos aceleran el envejecimiento aplicando esfuerzos mayores que los de uso, sin cambiar los mecanismos de falla. El ensayo de vida a temperatura elevada aprovecha que la mayoría de las reacciones de degradación se aceleran con la temperatura de manera exponencial, lo que permite convertir horas de ensayo en años de uso con modelos de aceleración; con varios niveles de temperatura se determinan los parámetros del modelo y se extrapola. El ciclado térmico somete al equipo a cambios repetidos de temperatura, que es lo que fatiga las soldaduras por la diferencia de dilatación entre los materiales y el modo de falla más frecuente en electrónica; el número de ciclos hasta la falla se relaciona con los del uso real. El ensayo de temperatura y humedad, con o sin polarización, provoca la corrosión y las migraciones electroquímicas. Las vibraciones y los choques reproducen el transporte y el uso. Los ensayos altamente acelerados llevan el equipo más allá de sus especificaciones de manera escalonada hasta encontrar los límites de operación y de destrucción, lo que no sirve para predecir vida pero es muy eficaz para encontrar debilidades de diseño rápido. Cada falla se analiza: se localiza con termografía, microscopía acústica o inspección por rayos X, se abre y se examina con microscopía electrónica y microanálisis, y se determina el mecanismo, que es lo único que permite corregir. Con los datos de tiempo hasta la falla se ajustan distribuciones estadísticas que dan la vida característica y la tasa de fallas.

Matriz (en qué muestra)

Placas y equipos electrónicos; fuentes de alimentación; luminarias y controladores; equipos industriales y de consumo; componentes en desarrollo

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Cámaras de temperatura y de temperatura y humedad; cámara de ciclado térmico rápido; mesa de vibración electrodinámica; equipo de ensayo altamente acelerado; sistemas de monitoreo de los equipos en ensayo; cámara termográfica; microscopio acústico y equipo de rayos X; microscopio electrónico con microanálisis; software de análisis estadístico de confiabilidad.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Reactivos de decapsulado y de preparación metalográfica; solventes de limpieza.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Bastidores y cableado de conexión de las muestras; sensores; portamuestras.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Equipos ensayados, que se destruyen; energía; nitrógeno para el ciclado rápido.

Unidad

s · horas hasta la falla y vida característica · número de ciclos térmicos hasta la falla · tasa de fallas en fallas por millón de horas · factor de aceleración adimensional

Rango de referencia

Ensayos de vida de 1.000 a 2.000 horas a temperatura elevada como calificación típica; ciclados de 500 a 1.000 ciclos; los factores de aceleración van de decenas a cientos según el esfuerzo y el mecanismo

Norma que lo exige

Las especificaciones de compra de la industria y de las terminales, que exigen datos de confiabilidad y ensayos de calificación; el régimen de garantías del Código Civil y Comercial y Ley 24.240 en cuanto a la vida útil y a la garantía declaradas; las normas de producto que incluyen ensayos ambientales; los requisitos de calificación de proveedoresnorma internacional

Norma que describe la técnica

La serie IEC 60068 de ensayos ambientales, con sus ensayos de frío, calor seco, calor húmedo, ciclado, vibración y choque; JEDEC JESD22 y JESD47 para la calificación de dispositivos semiconductores; IPC-9701 para la fiabilidad de uniones soldadas; IEC 61709 y el manual de predicción de confiabilidad para las tasas de falla; IEC 62506 para los métodos de ensayo aceleradonorma internacional

Edición y vigencia de la norma

IEC 60068, series vigentes; JEDEC JESD47J; IEC 62506:2013

Volumen de muestra

Destructivo: se ensayan lotes de decenas de unidades para tener significancia estadística, más las muestras de análisis de falla

Conservación y transporte

La condición del ensayo tiene que acelerar el mecanismo real sin activar otros que no ocurren en servicio: subir demasiado la temperatura puede fundir o degradar materiales de una manera que nunca sucedería en uso, y entonces el ensayo mide algo que no importa. Por eso los perfiles se eligen con criterio y se validan con las fallas de campo, que son la referencia última. Los equipos se monitorean durante el ensayo y no solo al final, para saber cuándo falló cada uno, que es lo que permite el análisis estadístico. El análisis de falla de cada unidad es lo que da valor al ensayo; contar fallas sin entenderlas no mejora el producto.

Límite de detección típico

No aplica

Incertidumbre típica

Las estimaciones de vida tienen intervalos de confianza amplios que dependen del número de unidades y de fallas observadas, y se informan siempre

Área

Electrotecnia; Materiales/industrial; Física y mecánica

Fecha de última actualización: 10/9/2026