อิเล็กทรอนิกส์ในอุณหภูมิสูง - ใช้งานได้ 30 นาที - 2 ชั่วโมงสูงถึง 500 ° F - เป็นไปได้หรือไม่

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะอยู่รอดได้หรือไม่หากอุณหภูมิแวดล้อมของสภาพแวดล้อมอยู่ระหว่าง 120 ° C (250 ° F) ถึง 260 ° C (500 ° F) และเวลาในการทำงานอยู่ระหว่าง 30 นาทีถึง 2 ชั่วโมง? หลังจากเวลานี้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะเย็นกลับไปที่อุณหภูมิห้อง

ดังที่คนอื่น ๆ ได้กล่าวถึงรายการที่ไหลผ่าน reflow จะกระทบอุณหภูมิเหล่านี้ แต่เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น

แน่นอนว่าสิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบ "ปกติ" ไม่ใช่รายการ "space grade"

การเคลือบบางชนิดจะช่วยได้ไหม? บางอย่างเช่นอุณหภูมิสูงอีพ็อกซี่ Encapsulating และเติมสารประกอบ 832HT ข้อมูลทางเทคนิคแผ่น

สิ่งนี้ดีเกินกว่าการให้คะแนนของชิ้นส่วนส่วนใหญ่ คุณสามารถคาดหวังความล้มเหลวได้ทันที, ขาออกหลักจากข้อกำหนดที่รับประกัน, การทำงานที่ไม่สม่ำเสมอ (เช่นบางส่วน), การรั่วไหลขนาดใหญ่และอื่น ๆ ถ้าคุณซื้อชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรองคุณจะต้องรับผิดชอบค่าใช้จ่ายเองดังนั้นคุณจึงอาจไม่สามารถทดสอบชิ้นส่วนที่ไม่มีข้อมูลภายในได้อย่างละเอียดถี่ถ้วน

เครื่องมือวัด Downhole สามารถที่อุณหภูมิสูงมาก แต่ชิ้นส่วนที่ผ่านการรับรองนั้นมีราคาแพงมาก (เช่น Honeywell) และมีประสิทธิภาพค่อนข้างน่าผิดหวังในการบู๊ต

เป็นไปได้ที่จะออกแบบแพ็คเกจอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถอยู่รอดได้ที่อุณหภูมิภายนอก 260 ° C เป็นระยะเวลานานโดยรักษาอุณหภูมิภายในให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมเช่น <125 ° C แต่นั่นเป็นปัญหาทางวิศวกรรมเครื่องกลมากกว่าอิเล็กทรอนิกส์ . ตัวอย่างเช่นโดยใช้ฉนวนที่ดีและวัสดุเปลี่ยนเฟส

เราต้องติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ภายในเครื่องยนต์เจ็ท (บริเวณที่เย็นกว่า) และใช้การระบายความร้อนด้วยอากาศผ่านท่อ ไม่มีตัวเลือกสำหรับเรา - ถ้าเราต้องการฟังก์ชั่นมานานกว่าสองสามวินาทีเราต้องทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เย็นลง

เราใช้ส่วนประกอบที่จัดอันดับอุณหภูมิปกติ การรีโฟลว์สร้างอุณหภูมิสูง แต่จำไว้ว่าชิ้นส่วนไม่ได้ถูกขับเคลื่อนเมื่อเกิดเหตุการณ์

"อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะอยู่รอดได้หรือไม่" ใช่ถ้าแผ่นข้อมูลบอกว่า ...

ทำไมผู้ผลิตถึงทำแบบนี้กับคุณ ทำไมพวกเขาถึงจดข้อเรียกร้องที่เลวร้ายเช่นนี้? เพราะเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นแผงวงจรรวมจะไม่ทำงาน

ทำไมพวกเขาถึงล้มเหลว จากวิกิ :

อุปกรณ์ไฟฟ้า

ความล้มเหลวของเซมิคอนดักเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับความเครียดส่วนใหญ่เป็นความร้อนไฟฟ้าในธรรมชาติด้วยกล้องจุลทรรศน์; อุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นในพื้นที่สามารถนำไปสู่ความล้มเหลวได้ทันทีโดยการละลายหรือการระเหยของชั้นโลหะการละลายเซมิคอนดักเตอร์หรือโดยการเปลี่ยนโครงสร้าง การแพร่กระจายและการตรวจคลื่นไฟฟ้ามักจะถูกเร่งด้วยอุณหภูมิสูงทำให้อายุการใช้งานของอุปกรณ์สั้นลง ความเสียหายที่เกิดกับทางแยกที่ไม่นำไปสู่ความล้มเหลวในทันทีอาจปรากฏขึ้นตามลักษณะของแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงของทางแยก ความล้มเหลวในการใช้ไฟฟ้ามากเกินไปสามารถจำแนกได้เป็นความล้มเหลวที่เกิดจากความร้อน, ที่เกี่ยวข้องกับอิเล็กทริกมิกชั่นและสนามไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง

อีกเหตุผลหนึ่งคือความชื้นรับน้ำเล็กน้อยในพื้นที่เล็ก ๆ แล้วหมุนอุณหภูมิขึ้นมาคุณเพิ่งทำข้าวโพดคั่ว! น้ำเข้าสู่ทุกสิ่ง (เว้นแต่คุณจะใช้การป้องกันจริง ๆ พวกเขาไม่ได้ติดเซ็นเซอร์ความชื้นในบรรจุภัณฑ์ IC โดยไม่มีเหตุผล)

ฉันได้พูดคุยกับวิศวกรคนอื่น ๆ ด้วยความล้มเหลวเป็นระยะ การสนทนาเหมือนกันพวกเขาลืมทำบางสิ่งที่สำคัญเช่น:
1) การป้องกัน ESD
2) การควบคุมความชื้น
3) การควบคุมโปรไฟล์ความร้อน

หลังจากที่พวกเขาควบคุมสิ่งเหล่านี้ปัญหาที่เกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ หายไปถ้าคุณต้องการที่จะไปในทิศทางอื่นคุณจะสร้างปัญหาให้ตัวเอง เป็นที่ยอมรับหรือไม่ที่จะมีอัตราความล้มเหลว 1% แล้วประมาณ 0.1% หรือแม้แต่ 0.001% ล่ะ?

คุณมีมากกว่ายินดีที่จะลองกับส่วนประกอบที่คุณมีและคุณมากกว่ายินดีที่จะเล่นรูเล็ตรัสเซีย แต่ต้องเตรียมรับมือกับผลที่ตามมา

ผู้ผลิตรู้ว่าเหตุใดชิปของพวกเขาจึงล้มเหลวพวกเขามีทีมงานคนและอุปกรณ์ในการฉีกเลเยอร์อีพ็อกซี่และดูที่ไอซีของพวกเขา จากนั้นพวกเขาเขียนข้อกำหนดสูงสุดสูงสุดและโปรไฟล์อุณหภูมิสำหรับบรรจุภัณฑ์ IC เป็นคัมภีร์ไบเบิลเพื่อให้แน่ใจว่าส่วนประกอบของคุณจะไม่ล้มเหลว

แน่นอนคุณมีตัวเลือกราคาเทียบกับอุณหภูมิ พวกเขาสร้างส่วนประกอบที่สามารถใช้ในทางที่ผิดและมีวัสดุและวิธีการผลิตที่เหมาะสม

แจ็คเก็ตน้ำจะไม่ร้อนกว่า 100 ° C อย่างน้อยก็จนกว่าน้ำจะหมด

คุณจะต้องคิดออกว่าความร้อนจะไหลเข้าสู่แจ็คเก็ตจากด้านนอกในช่วงเวลาการทำงานอย่างไร (ฉนวนกันความร้อนจะช่วยลดความร้อน) และทำให้แน่ใจว่าคุณมีน้ำเพียงพอที่จะดูดซับความร้อนจำนวนนั้น

คุณจะต้องมีวิธีในการระบายไอน้ำเช่นกัน

หลังจากทำการทดสอบความร้อนสำหรับ GPU แล้ว 2 ชั่วโมงคือระยะเวลาที่ฉันจะพิจารณาอุณหภูมิที่คงที่ ดังนั้นฉันจะไม่คิดว่าใบสมัครของคุณถือว่าเป็นระยะสั้น หากคุณต้องสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์นี่คือสิ่งที่ฉันอยากจะแนะนำ:

1) ซื้อส่วนประกอบที่มีการจัดอันดับอุณหภูมิทางทหาร ช่วงอุณหภูมิของพวกเขากว้างขึ้น แต่น่าเสียดายที่ข้อได้เปรียบของพวกเขาส่วนใหญ่ใช้กับด้านที่เย็นกว่าของสิ่งต่าง ๆ

2) ลดขนาดของพลาสติกที่ใช้ในการเชื่อมต่อ พวกเขาเป็นสิ่งที่มักจะล้มเหลวเมื่อ reflowing ที่อุณหภูมิปราศจากสารตะกั่ว (260oC)

3) ลองใช้แผงป้องกันความร้อนเพื่อเพิ่มเวลาในการอุ่นเครื่อง

4) ลองทำ 'ตรงกันข้าม' ของเค้าโครง pcb ความร้อนที่ดี อย่ารวมซี่เมื่อบัดกรีขากับบอร์ด พยายามทำให้แผ่นมีขนาดใหญ่ที่สุด ฉันรู้สึกหงุดหงิดเมื่อพยายามประสานส่วนประกอบที่ปลายด้านหนึ่งเชื่อมต่อโดยตรงกับระนาบพื้น ความร้อนจากหัวแร้งได้รับการเคลื่อนย้ายออกจากข้อต่ออย่างง่ายดายฉันแทบจะสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบจากการใช้เตารีดเป็นเวลา 30 วินาที ถ้าคุณลองใช้วิธีนี้ส่วนประกอบของคุณอาจจะอยู่ที่ 260 องศาเซลเซียส แต่ทองแดง PCB กำลังดึงความร้อนออกไป

แก้ไข: เพิ่งจำได้ว่าไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รับความเสียหายที่อุณหภูมิประมาณ 115 ° C ชิปเก่าที่อาจมีขนาดทรานซิสเตอร์ไม่ <65nm อาจทนความร้อนได้ดีกว่า คุณอาจต้องการเซ็นเซอร์ของคุณภายในกังหัน แต่วงจรดิจิตอลของคุณอยู่ในระยะไกล