¿En qué consiste la Prueba de Vida Útil con Sesgo Eléctrico con Condiciones de Temperatura y Humedad?
Esta prueba combina alta temperatura, alta humedad relativa y aplicación continua de voltaje (sesgo eléctrico) para acelerar los mecanismos de falla interna de un componente electrónico encapsulado.
Es una variante de las pruebas de THB (Temperature Humidity Bias) o HAST (Highly Accelerated Stress Test), y su objetivo es simular condiciones ambientales extremas y de operación, muy por encima de las condiciones normales, para evaluar la confiabilidad del encapsulado y de las interconexiones internas.
¿Para qué sirve?
Determinar la resistencia de los materiales del encapsulado, del bonding interno y del sellado ante humedad, calor y operación simultánea.
Detectar fallas latentes que podrían surgir tras meses o años en condiciones normales.
Evaluar la robustez del dispositivo frente a ambientes severos como climas tropicales, entornos industriales húmedos o dispositivos expuestos al aire libre.
Verificar que el encapsulado protege eficientemente contra la penetración de humedad, sin provocar cortocircuitos, corrosión ni delaminación.
¿Cómo se realiza?
Los dispositivos se colocan dentro de una cámara ambiental presurizada o saturada de humedad, con los siguientes parámetros típicos:
Parámetros comunes:
Temperatura:
85 °C (estándar) hasta 130 °C (acelerado)
Humedad relativa:
85% (en pruebas THB)
85% a 100% con presión de vapor (en HAST)
Voltaje de sesgo:
Voltaje nominal o superior aplicado en pines específicos
Duración:
96, 168, 500 o hasta 1000 horas
Evaluación:
Inspección eléctrica al inicio y final del test
Inspección física mediante rayos X o pruebas destructivas
¿Qué tipo de fallas detecta?
Cortocircuitos causados por penetración de humedad
Corrosión galvánica de interconexiones metálicas internas
Delaminación del encapsulado
Oxidación de los bond pads o alambres de interconexión
Fugas de corriente y disminución de aislamiento
Fallas de contacto entre capas metálicas o entre die y lead frame
¿Por qué es necesaria?
Porque las condiciones climáticas adversas y la operación continua pueden acelerar significativamente los mecanismos de degradación interna.
Algunos productos deben operar en exteriores, regiones con humedad constante o ambientes industriales donde se combinan calor, humedad y voltaje.
La humedad puede filtrarse por microgrietas o interfaces mal selladas, generando fallas lentas pero fatales con el tiempo.
Esta prueba ayuda a predecir fallas en campo bajo las peores condiciones posibles, mejorando la calidad y la confiabilidad del producto.
¿Quién lo utiliza?
Fabricantes de semiconductores que buscan garantizar encapsulados robustos para entornos exigentes.
Industria automotriz, especialmente para dispositivos en el motor o en exteriores.
Telecomunicaciones (torres, routers de campo, sistemas remotos).
Aeroespacial y militar, donde el equipo puede estar expuesto a climas extremos.
Fabricantes de sensores industriales y dispositivos IoT utilizados al aire libre.
Estándares relacionados
JEDEC JESD22-A101 – Steady-State THB Test Method
JEDEC JESD22-A110 / A118 – HAST Test Method (biased/unbiased)
MIL-STD-883, Method 1004 / 1010 – Moisture Resistance Tests
IEC 60068-2-78 – Damp Heat, Steady State
AEC-Q100-005 – Biased THB para calificación automotriz
Caso real
Una empresa desarrolla sensores de monitoreo ambiental para uso en plantaciones agrícolas en zonas tropicales. Estos sensores estarán operando al aire libre durante todo el año, alimentados por paneles solares.
Para garantizar su durabilidad, se somete el encapsulado del microcontrolador a una prueba biased HAST:
130 °C
85% de humedad
96 horas
Con voltaje de 3.3V aplicado continuamente
Resultado:
Se detectan fugas de corriente en dispositivos encapsulados con un material nuevo de bajo costo.
Acción correctiva: Se descarta el nuevo encapsulado y se adopta un compuesto con mejor resistencia a la humedad, asegurando que los sensores no fallen tras meses en campo.