Điện tử ở nhiệt độ cao - hoạt động 30 phút - 2 giờ, lên tới 500 ° F - có thể?


11

Điện tử sẽ tồn tại nếu nhiệt độ môi trường xung quanh nằm trong khoảng từ 120 ° C (250 ° F) đến 260 ° C (500 ° F) và thời gian hoạt động là từ 30 phút đến 2 giờ? Sau thời gian này các thiết bị điện tử sẽ nguội trở lại nhiệt độ phòng.

Như những người khác đã đề cập, các vật phẩm đi qua dòng chảy lại sẽ đạt đến nhiệt độ này, nhưng chỉ trong một khoảng thời gian ngắn.

Tất nhiên điều này sẽ dựa trên các thành phần "bình thường", không phải các mục "cấp không gian".

Một số loại lớp phủ sẽ giúp? Cái gì đó như Bảng dữ liệu kỹ thuật đóng gói và kết hợp với nhiệt độ cao Epoxy 832HT .


3
Không phải thành phần thông thường, không. Có thể có một số ứng dụng đặc biệt cho các ứng dụng độc đáo (cảm biến trong khoan dầu?) Nhưng điều đó sẽ tốn kém và hạn chế sự lựa chọn của bạn một cách nhanh chóng. Bạn có thể cách nhiệt tốt và bao gồm một "túi nước đá" của vật liệu thay đổi pha (có thể không phải là nước, thậm chí có thể là một cục hợp kim kim loại nóng chảy thấp) sẽ phải được thay thế / làm lạnh lại trước khi sử dụng tiếp theo?
Chris Stratton


3
Tôi không thể không tò mò nơi bạn dự định chạy nó ..
Owen

Các quy trình sản xuất bóng bán dẫn sẽ hoạt động ở nhiệt độ tiếp giáp 200C + rất tiên tiến, các mosfet Silicon carbide có thể xử lý các tem giao tiếp lên đến 240C có sẵn trên thị trường, vì logic và MCU không có cơ hội
crasic

@crasic SOI temp cao có thể chạy tới 300C và SiC chắc chắn có thể vượt quá. Chắc chắn trong chế độ đắt tiền hoặc thử nghiệm.
W5VO

Câu trả lời:


14

Điều này là vượt quá xếp hạng của hầu hết các phần. Bạn có thể mong đợi những thất bại hoàn toàn, sự khởi hành lớn từ thông số kỹ thuật được đảm bảo, hoạt động không ổn định (ví dụ: một phần), rò rỉ lớn và như vậy. Trừ khi bạn mua các bộ phận đủ điều kiện, bạn chỉ có một mình, vì vậy bạn đang xem xét các chi phí lớn, và có thể không thể kiểm tra kỹ lưỡng một số bộ phận mà không có thông tin bên trong.

Thiết bị đo độ dốc có thể ở nhiệt độ rất cao, nhưng các bộ phận đủ điều kiện cho hoạt động đó rất đắt tiền (ví dụ: Honeywell) và có hiệu suất khá đáng thất vọng để khởi động.

Có thể thiết kế một gói điện tử sẽ tồn tại ở nhiệt độ bên ngoài 260 ° C trong một khoảng thời gian đáng kể, bằng cách giữ nhiệt độ bên trong ở mức hợp lý như <125 ° C, nhưng đó là vấn đề kỹ thuật cơ khí hơn là điện tử . Ví dụ, bằng cách sử dụng vật liệu cách nhiệt tốt và vật liệu thay đổi pha.


@Sphero cảm ơn rất nhiều vì đã trả lời. Về cơ bản đó là những gì tôi đang tìm kiếm. Các thành phần sẽ không hoạt động, nhưng có thể với "sự bảo vệ" phù hợp thì có thể. Cảm ơn!
Dave

6

Chúng tôi phải gắn thiết bị điện tử vào bên trong động cơ phản lực (khu vực làm mát) và chúng tôi sử dụng không khí làm mát được cung cấp qua đường ống. Không có tùy chọn nào cho chúng tôi - nếu chúng tôi muốn chức năng trong hơn một vài giây, chúng tôi phải làm mát thiết bị điện tử.

Chúng tôi sử dụng các thành phần định mức nhiệt độ bình thường. Reflow không tạo ra nhiệt độ cao nhưng hãy nhớ rằng các bộ phận không được cấp nguồn khi điều này xảy ra.


điểm tốt trên dòng chảy lại và các bộ phận được tắt tại thời điểm đó.
Dave

2

"Điện tử sẽ tồn tại?" Có, nếu bảng dữ liệu nói như vậy ...

Tại sao trên trái đất các nhà sản xuất sẽ làm điều này với bạn? Tại sao họ lại ghi lại yêu cầu khủng khiếp như vậy? Bởi vì, khi nhiệt độ tăng, các mạch tích hợp bị hỏng.

Tại sao họ thất bại? Từ wiki :

Quá tải điện

Hầu hết các hư hỏng bán dẫn liên quan đến căng thẳng là nhiệt điện trong tự nhiên; nhiệt độ tăng cục bộ có thể dẫn đến sự thất bại ngay lập tức bằng cách làm nóng chảy hoặc bốc hơi các lớp kim loại hóa, làm nóng chảy chất bán dẫn hoặc thay đổi cấu trúc. Khuếch tán và điện từ có xu hướng được tăng tốc bởi nhiệt độ cao, rút ​​ngắn tuổi thọ của thiết bị; thiệt hại cho các mối nối không dẫn đến sự cố ngay lập tức có thể biểu hiện như các đặc tính điện áp hiện tại của các mối nối bị thay đổi. Các sự cố quá áp điện có thể được phân loại thành các sự cố do nhiệt, liên quan đến điện từ và điện trường

Một lý do khác là độ ẩm, lấy một ít nước trong một không gian nhỏ và sau đó tăng nhiệt độ, bạn vừa làm bỏng ngô! Nước vào mọi thứ. (trừ khi bạn thực sự thực hiện một số biện pháp phòng ngừa, họ không dán cảm biến độ ẩm trong bao bì IC mà không có lý do).

Tôi đã nói chuyện với các kỹ sư khác với những thất bại không liên tục. Cuộc trò chuyện cũng vậy, họ quên làm một vài điều quan trọng như:
1) Phòng chống nhiễm trùng
2) Kiểm soát độ ẩm
3) Kiểm soát hồ sơ nhiệt

Sau khi họ kiểm soát những điều này, các vấn đề không liên tục biến mất, nếu bạn muốn đi theo hướng khác, bạn sẽ tự tạo ra vấn đề cho chính mình. Nó có thể được chấp nhận để có tỷ lệ thất bại 1%? Điều gì về 0,1% hoặc thậm chí 0,001%?

Bạn được chào đón để thử nó với các thành phần bạn có, và bạn được chào đón nhiều hơn để chơi roulette Nga. Nhưng hãy chuẩn bị để đối phó với hậu quả.

Các nhà sản xuất biết lý do tại sao chip của họ thất bại, họ có các nhóm người và thiết bị để tách các lớp epoxy và xem xét ic của họ và xác định lý do tại sao chúng thất bại. Sau đó, họ viết các yêu cầu, mức tối đa tuyệt đối và hồ sơ nhiệt độ cho bao bì IC là một cuốn kinh thánh để đảm bảo các thành phần của bạn không bị lỗi.

Tất nhiên bạn có tùy chọn, giá so với nhiệt độ. Họ tạo ra các thành phần có thể lạm dụng và có các vật liệu và phương pháp sản xuất phù hợp để có được sự lạm dụng đó.


Cảm ơn rất nhiều cho câu trả lời. Một số thông tin rất tốt. 3 lý do cho sự thất bại là tốt. Chắc chắn tôi sẽ ghi nhớ điều này.
Dave

0

Một chiếc áo khoác nước sẽ không bao giờ nóng hơn 100 ° C - ít nhất là cho đến khi hết nước.

Bạn sẽ phải tìm ra bao nhiêu nhiệt sẽ chảy vào áo khoác từ bên ngoài trong suốt thời gian hoạt động (cách nhiệt sẽ giúp giảm bớt nó) và đảm bảo bạn có đủ nước để hấp thụ lượng nhiệt đó.

Bạn cũng sẽ cần một cách để thông hơi.


-3

Đã thực hiện các bài kiểm tra nhiệt cho GPU, 2 giờ là khoảng thời gian tôi sẽ xem xét nhiệt độ ở trạng thái ổn định. Vì vậy, tôi sẽ không nghĩ rằng ứng dụng của bạn được coi là ngắn hạn. Nếu bạn phải xây dựng thiết bị điện tử, đây là những gì tôi muốn đề xuất:

1) Mua các thành phần có xếp hạng nhiệt độ quân sự. Phạm vi nhiệt độ của chúng rộng hơn, nhưng thật không may, lợi thế của chúng chủ yếu áp dụng cho mặt lạnh hơn của mọi thứ.

2) Giảm thiểu nhựa được sử dụng trong các đầu nối. Chúng là những gì thường thất bại khi phản xạ ở nhiệt độ không chì (260oC).

3) Thử sử dụng tấm chắn nhiệt để tăng thời gian cần thiết để làm nóng.

4) Thử làm 'đối diện' với bố cục pcb nhiệt tốt. Không bao gồm nan hoa khi hàn một chân vào bảng. Cố gắng làm cho miếng đệm càng lớn càng tốt. Tôi cảm thấy thất vọng khi cố gắng hàn tay một bộ phận có một đầu nối trực tiếp với mặt phẳng mặt đất. Nhiệt sắt hàn được vận chuyển ra khỏi khớp hàn rất dễ dàng, tôi thực tế làm hỏng linh kiện từ việc sử dụng bàn ủi trong 30 giây. Nếu bạn thử phương pháp này, có thể thành phần của bạn sẽ đạt tới 260oC, nhưng đồng PCB đang tỏa nhiệt.

Chỉnh sửa: chỉ cần nhớ rằng vi điều khiển bị hỏng ở khoảng 115 ° C. Có lẽ các chip cũ hơn có kích thước bóng bán dẫn không <65nm có thể chịu nhiệt tốt hơn. Bạn có thể muốn có các cảm biến của mình bên trong tuabin nhưng các mạch kỹ thuật số của bạn được đặt ở xa.


cảm ơn rất nhiều vì câu trả lời Có một số ý tưởng tốt trong đó. Từ những gì tôi đã đọc, việc che chắn và làm mát là những vụ cá cược tốt nhất tôi nghĩ. 2 giờ sẽ là tối đa, và có lẽ cũng không ở nhiệt độ đó. Đó thực sự là một trường hợp xấu nhất, nhưng đó cũng là lý do tại sao tôi sử dụng nó trong câu hỏi. Cảm ơn!
Dave
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.