Ensayos de vibración de Componentes Electrónicos

El propósito de los ensayos de vibración es evaluar el efecto causado en los componentes por la vibración dentro de un rango de frecuencia especificado. Las muestras se someten a ensayos en diferentes condiciones, tal y como se describe a continuación, de conformidad con los correspondientes estándares aplicables. Las condiciones del ensayo varían en términos de duración, intervalo de frecuencia, forma de onda de la vibración, amplitud, etc.

En nuestras instalaciones, podemos realizar todos los ensayos de vibración especificados por los estándares MIL, como los siguientes:

Fatiga por vibración

Vibración sinusoidal pura. La muestra se somete a una vibración con un movimiento armónico simple de amplitud constante con un pico de aceleración de 20 g, 50 g o 70 g, en función de las condiciones del ensayo (condición A, B, o C, respectivamente). Esto supone una vibración acumulada a largo plazo, ya que el movimiento se aplica durante 32 ±8 horas en cada orientación X, Y y Z. La documentación aplicable es la siguiente:

• MIL-STD-883, método 2005 para circuitos integrados
• MIL-STD-750, método 2046 para dispositivos semiconductores

Ruido de vibración

Vibración sinusoidal pura. La salida de ruido eléctrico se mide con el dispositivo sometido a vibración, con la señal de vibración coincidiendo con un movimiento armónico simple con una amplitud de 0,06 pulgadas pico-pico o una aceleración pico constante de 20 g. La frecuencia de vibración varía logarítmicamente de 20 a 2000 Hz, con un ciclo de vibración que dura como mínimo 4 minutos y se aplica a cada eje (X, Y y Z). Esta metodología se describe en los siguientes estándares, donde se detallan también los requisitos para los voltímetros empleados:

• MIL-STD-883, método 2006 para circuitos integrados
• MIL-STD-750, método 2051 para dispositivos semiconductores

El ruido máximo inherente del circuito debe estar como mínimo 10 dB por debajo del voltaje de salida del ruido especificado.

Vibración, frecuencia variable

Vibración sinusoidal pura. El ensayo se realiza aplicando una vibración con un movimiento armónico simple al dispositivo con una aceleración pico constante de 20 g, 50 g o 70 g, en función de las condiciones del ensayo (condición A, B, o C, respectivamente) o una amplitud de pico a pico de 0,06 pulgadas. El ciclo de ensayo está formado por un barrido de frecuencia de 20 a 2000 Hz y luego a la inversa durante un tiempo aproximado de 4 minutos. Se deben aplicar cuatro ciclos al dispositivo a lo largo de cada uno de los tres ejes, con una duración de ensayo simple que alcanza un mínimo de 48 minutos. Los estándares aplicables son:

• MIL-STD-883, método 2007 para circuitos integrados.
• MIL-STD-750, métodos 2056 y 2057 (supervisado) para dispositivos semiconductores.

Vibración (componentes pasivos)

Vibración sinusoidal pura. Este ensayo es similar a la anterior, aunque con los parámetros de ensayo modificados según las especificaciones detalladas en MIL-STD-202G, método 201A. El componente pasivo está sujeto a un movimiento armónico simple con una amplitud de 0,06 pulgadas pico-pico y una frecuencia de vibración que varía de forma uniforme entre 10 y 50 Hz con un tiempo de barrido de 1 minuto aproximadamente hacia arriba y hacia abajo. A menos que se especifique otra cosa, el movimiento se aplica durante 2 horas en cada orientación X, Y y Z. La duración total del ensayo es de 6 horas.

Vibración, alta frecuencia (componentes pasivos)

Vibración sinusoidal pura. Este ensayo se realiza en componentes pasivos de acuerdo con el estándar MIL‑STD-202G, método 204D. Las condiciones de ensayo descritas en este documento incluyen la especificación de la aceleración, la amplitud, el rango de frecuencia, etc. y se representan en la siguiente figura:

Hay que señalar que, aunque la vibración que afecta a los dispositivos durante su servicio de campo no requiere una vibración sinusoidal pura, se ha demostrado que este tipo de ensayos es suficiente para determinar frecuencias críticas, modos de vibración y otros datos que permiten garantizar una respuesta fiable y un buen rendimiento de los dispositivos sometidos a vibración.

Vibración aleatoria

El ensayo de vibración aleatoria reproduce de una forma más realista la vibración que afecta a los microcircuitos en sus entornos de campo de servicio. El ensayo permite evaluar si el componente puede soportar el estrés dinámico provocado por la vibración aleatoria. Se trata de un ensayo destructiva durante la que se genera la vibración del espectro de frecuencia completo de forma simultánea en el rango de valor determinado por el método de ensayo (consulte los siguientes gráficos) y con la magnitud de una distribución de amplitud gausiana (normal). Las magnitudes de aceleración de los valores pico no deben exceder en tres veces el valor de RMS de forma que el nivel de confianza sea superior al 99,9 %. El hecho de controlar las señales de ensayo en términos de densidad espectral de potencia proporciona una descripción más fiable de la distribución de energía aplicada a la muestra al considerar el historial de la señal. Su definición es la siguiente:

Las dos condiciones de ensayo posibles, de conformidad con el estándar MIL STD 883, método 2026 (circuitos integrados), se describen a continuación. La duración de la vibración aleatoria es de 15 minutos en cada eje (X, Y y Z).

• Condición de ensayo I (MIL-STD-883, método 2026)

• Condición de ensayo II (MIL-STD-883, método 2026)