Elektronika w wysokiej temperaturze - działająca 30 minut - 2 godziny, do 500 ° F - jest możliwa?

Czy elektronika przetrwałaby, gdyby temperatura otoczenia wynosiła od 120 ° C (250 ° F) do 260 ° C (500 ° F), a czas pracy wynosiłby od 30 minut do 2 godzin? Po tym czasie elektronika ostygnie do temperatury pokojowej.

Jak wspomnieli inni, przedmioty przechodzące przez rozpływ uderzyłyby w te temperatury, ale tylko przez krótki okres czasu.

Oczywiście byłoby to oparte na „normalnych” komponentach, a nie na „klasie kosmicznej”.

Czy pomógłby jakiś rodzaj powłoki? Coś jak wysokotemperaturowa epoksydowa kapsułka i związek 832HT Karta techniczna .

To znacznie wykracza poza oceny większości części. Możesz spodziewać się bezpośrednich awarii, poważnych odstępstw od gwarantowanych specyfikacji, niestabilnej (np. Częściowej) operacji, ogromnego wycieku i tak dalej. O ile nie kupisz kwalifikowanych części, jesteś sam, więc patrzysz na znaczne koszty i może nie być możliwe dokładne przetestowanie niektórych części bez informacji wewnętrznych.

Oprzyrządowanie dołkowe może działać w bardzo wysokich temperaturach, ale części, które są zakwalifikowane do tej operacji, są bardzo drogie (np. Honeywell) i mają dość rozczarowujące działanie.

Możliwe jest zaprojektowanie pakietu elektroniki, który przetrwa temperaturę zewnętrzną 260 ° C przez znaczny okres czasu, utrzymując temperaturę wewnętrzną na poziomie rozsądnym, np. <125 ° C, ale jest to bardziej problem inżynierii mechanicznej niż elektronicznej . Na przykład poprzez zastosowanie dobrej izolacji i materiału zmieniającego fazę.

Musimy zamontować elektronikę wewnątrz silników odrzutowych (obszary chłodniejsze) i używamy powietrza chłodzącego zasilanego rurą. Nie ma dla nas opcji - jeśli chcemy funkcjonalności na dłużej niż kilka sekund, musimy ochłodzić elektronikę.

Używamy komponentów o normalnej temperaturze. Reflow powoduje wysokie temperatury, ale pamiętaj, że części nie są zasilane, gdy to nastąpi.

„Czy elektronika przetrwałaby?” Tak, jeśli tak mówi arkusz danych ...

Dlaczego, u licha, producenci mieliby to zrobić? Dlaczego mieliby zapisywać tak straszne wymagania? Ponieważ wraz ze wzrostem temperatury układy scalone ulegają awarii.

Dlaczego zawodzą? Z wiki :

Przeciążenie elektryczne

Większość uszkodzeń półprzewodników związanych ze stresem ma charakter elektrotermiczny pod mikroskopem; lokalnie podwyższone temperatury mogą prowadzić do natychmiastowej awarii przez stopienie lub odparowanie warstw metalizacyjnych, stopienie półprzewodnika lub zmianę struktur. Dyfuzja i elektromigracja są zwykle przyspieszane przez wysokie temperatury, co skraca żywotność urządzenia; uszkodzenie złączy nie prowadzące do natychmiastowej awarii może objawiać się jako zmieniona charakterystyka prądowo-napięciowa złączy. Awarie wywołane przeciążeniem elektrycznym można sklasyfikować jako awarie termiczne, elektromigracyjne i awarie pola elektrycznego

Innym powodem jest wilgotność, weź trochę wody na małej przestrzeni, a następnie podnieś temperaturę, właśnie zrobiłeś popcorn! Woda dostaje się do wszystkiego. (chyba że faktycznie podejmiesz jakieś środki zapobiegawcze, nie przyklejają czujników wilgotności do opakowania IC bez powodu).

Rozmawiałem z innymi inżynierami z okresowymi awariami. Rozmowa jest taka sama, zapomnieli zrobić kilka kluczowych rzeczy, takich jak:
1) zapobieganie wyładowaniom elektrostatycznym
2) kontrola wilgotności
3) kontrola profilu termicznego

Po tym, jak kontrolują te rzeczy, sporadyczne problemy znikają, jeśli chcesz iść w innym kierunku, będziesz stwarzać problemy dla siebie. Czy akceptowalny byłby 1% wskaźnik awaryjności? Co około 0,1%, a nawet 0,001%?

Serdecznie zapraszamy do wypróbowania posiadanych elementów i do gry w rosyjską ruletkę. Ale bądź przygotowany na poradzenie sobie z konsekwencjami.

Producenci wiedzą, dlaczego ich chipy zawodzą, mają zespoły ludzi i sprzętu, aby zerwać warstwy epoksydowe i spojrzeć na ich ic i ustalić, dlaczego zawodzą. Następnie zapisują wymagania, absolutne maksima i profil temperaturowy dla opakowania IC są biblijną gwarancją, że twoje komponenty nie zawiodą.

Oczywiście masz opcje, cena w zależności od temperatury. Tworzą komponenty, które mogą być nadużywane, i dysponują odpowiednimi materiałami i metodami produkcyjnymi, aby je znieść.

Płaszcz wodny nigdy nie nagrzeje się powyżej 100 ° C - przynajmniej dopóki nie zabraknie mu wody.

Będziesz musiał dowiedzieć się, ile ciepła wpłynie do płaszcza z zewnątrz podczas okresu pracy (izolacja termiczna pomoże go zmniejszyć) i upewnij się, że masz wystarczającą ilość wody, aby pochłonąć tę ilość ciepła.

Będziesz także potrzebował sposobu na uwolnienie pary.

Po przeprowadzeniu testów termicznych dla układów GPU, 2 godziny to czas, który bym rozważał jako temperaturę w stanie ustalonym. Więc nie sądzę, aby twoje podanie zostało uznane za krótkoterminowe. Jeśli masz do elektroniki budować, oto co proponuję:

1) Kupuj komponenty z wojskowymi wskaźnikami temperatur. Ich zakresy temperatur są szersze, ale niestety ich przewaga dotyczy głównie zimniejszych rzeczy.

2) Zminimalizuj plastik zastosowany w złączach. Są tym, co zwykle zawodzi przy ponownym napełnianiu w temperaturach bezołowiowych (260oC).

3) Spróbuj użyć osłon termicznych, aby wydłużyć czas potrzebny na rozgrzanie.

4) Spróbuj wykonać „przeciwieństwo” dobrego układu termicznego płytki drukowanej. Nie dołączaj szprych podczas lutowania nogi na planszy. Postaraj się, aby podkładki były tak duże, jak to możliwe. Czuję się sfrustrowany, gdy próbuję lutować ręcznie komponent, którego jeden koniec łączy się bezpośrednio z płaszczyzną uziemienia. Ciepło lutowane jest tak łatwo odprowadzane ze złącza lutowniczego, że praktycznie uszkadzam element po nałożeniu żelazka na 30 sekund. Jeśli spróbujesz tego podejścia, być może twój komponent osiągnie 260oC, ale miedź PCB odbiera ciepło.

Edycja: pamiętam, że mikrokontrolery ulegają uszkodzeniu w temperaturze około 115 ° C. Być może starsze układy, których tranzystor nie ma wielkości <65 nm, mogą lepiej wytrzymać ciepło. Możesz chcieć mieć czujniki wewnątrz turbiny, ale obwody cyfrowe znajdują się zdalnie.