고온에서 전자 장치 작동-30 분-2 시간, 최대 500 ° F-가능?


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주변 온도가 120 ° C (260 ° F) ~ 260 ° C (500 ° F)이고 작동 시간이 30 분에서 2 시간 사이 인 경우 전자 장치가 살아남을 수 있습니까? 이 시간이 지나면 전자 장치가 실온으로 다시 식어집니다.

다른 사람들이 언급했듯이 리플 로우를 통과하는 품목은 이러한 온도에 도달하지만 단기간 동안 만 발생합니다.

물론 이것은 "공간 등급"항목이 아닌 "일반"구성 요소를 기반으로합니다.

코팅이 도움이 되겠습니까? 비슷해 높은 온도 및 캡슐화 에폭시 포팅 화합물 832HT 기술적 데이터 시트 .


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일반적인 구성 요소가 아닙니다. 고유 한 응용 분야 (석유 시추 센서)를위한 특수한 것이있을 수 있지만 비용이 많이 들고 선택을 빠르게 제한 할 수 있습니다. 다음에 사용하기 전에 교체 / 재 냉각해야하는 상 변화 물질 (아마도 물, 잠재적으로 저 융점 금속 합금 덩어리)의 "얼음 팩"을 잘 단열시킬 수 있습니까?
— Chris Stratton


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나는 당신이 이것을 실행할 계획이있을 때 도움이 될 수 없습니다 ..
— Owen

200C + 접합 온도에서 뜻 기능 절삭되는 트랜지스터 제조 공정은 240C까지의 접합, 임시을 처리 할 수있는 실리콘 카바이드 MOSFET은 전혀 기회 로직 및 MCU로 시판되고
— crasic

@crasic High-temp SOI는 300C까지 실행할 수 있으며 SiC는 확실히 그것을 초과 할 수 있습니다. 값 비싸거나 실험적인 체제에서 확실히.
— W5VO

답변:


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이것은 대부분의 부품 등급을 훨씬 능가합니다. 명백한 고장, 보증 된 사양에서 크게 벗어남, 비정상적인 (예 : 부분적) 작동, 큰 누출 등을 기대할 수 있습니다. 인증 된 부품을 구매하지 않으면 스스로 비용을 부담하게되므로 막대한 비용이 발생하므로 내부 정보없이 일부 부품을 철저히 테스트하지 못할 수 있습니다.

다운 홀 계측은 온도가 매우 높을 수 있지만 해당 작업에 적합한 부품은 매우 비싸고 (예 : Honeywell) 부팅 성능이 다소 떨어집니다.

내부 온도를 <125 ° C와 같은 합리적인 수준으로 유지하여 상당한 시간 동안 260 ° C 의 외부 온도를 견딜 수있는 전자 패키지를 설계 할 수 있지만, 전자 패키지 보다 기계적 엔지니어링 문제가 더 많습니다 . 예를 들어, 우수한 절연과 상 변화 재료를 사용합니다.


@Sphero 답장을 보내 주셔서 대단히 감사합니다. 그것이 기본적으로 내가 찾는 것입니다. 구성 요소 자체는 작동하지 않지만 올바른 "보호"를 사용하면 가능할 수 있습니다. 감사!
— Dave

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제트 엔진 내부 (냉각기 영역)에 전자 장치를 장착해야하며 파이프를 통해 공급되는 냉각 공기를 사용합니다. 몇 초 이상 기능을 원한다면 전자 장치를 식혀 야합니다.

우리는 정상적인 온도 등급 구성 요소를 사용합니다. 리플 로우는 고온을 발생 시키지만이 경우 부품에 전원이 공급되지 않습니다.


리플 로우의 좋은 점과 그 시점에 부품이 꺼져있는 것입니다.
— Dave

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"전자 제품이 살아남을 것인가?" 예, 데이터 시트에 이렇게 말하면 ...

왜 지구상에서 제조업체가이 작업을 수행합니까? 그들은 왜 그렇게 끔찍한 요구를 적어 두었 을까요? 온도가 상승하면 집적 회로가 고장 나기 때문이다.

왜 실패합니까? 로부터 위키 :

전기 과부하

대부분의 응력 관련 반도체 고장은 본질적으로 현미경으로 전열입니다. 국부적으로 증가 된 온도는 금속 화 층을 녹이거나 기화 시키거나, 반도체를 녹이거나 구조를 변경함으로써 즉각적인 고장을 초래할 수 있습니다. 확산 및 일렉트로 마이그레이션은 고온에 의해 가속화되어 장치의 수명을 단축시키는 경향이있다. 즉각적인 고장으로 이어지지 않는 접합부 손상은 접합부의 전류-전압 특성 변경으로 나타날 수 있습니다. 전기 과부하 문제는 열에 의한 전기 이동 관련 및 전기장 관련 오류로 분류 할 수 있습니다.

또 다른 이유는 습도입니다. 작은 공간에서 약간의 물을 얻은 다음 온도를 높이십시오. 방금 팝콘을 만들었습니다! 물이 모든 것에 들어갑니다. (실제로 예방 조치를 취하지 않는 한 아무런 이유없이 IC 포장에 습도 센서가 붙어 있지 않습니다).

간헐적으로 실패하는 다른 엔지니어와 이야기했습니다. 대화도 마찬가지입니다.
1) ESD 방지
2) 습도 제어
3) 열 프로파일 제어

그들이 이러한 것들을 통제하고 나면 간헐적 인 문제는 사라지고 다른 방향으로 가고 싶다면 스스로 문제를 일으킬 것입니다. 실패율이 1 % 인 것이 허용됩니까? 0.1 % 또는 0.001 %는 어떻습니까?

당신은 당신이 가진 구성 요소로 그것을 시도하는 것을 환영하며 러시아 룰렛을 연주하는 것을 환영합니다. 그러나 그 결과를 다룰 준비를하십시오.

제조업체는 칩이 고장난 이유를 알고 있으며 에폭시 층을 제거하고 IC를보고 고장 원인을 파악할 수있는 인력과 장비 팀이 있습니다. 그런 다음 IC 패키징을위한 요구 사항, 절대 최대 값 및 온도 프로필을 작성하여 구성 요소가 고장 나지 않도록하는 성경입니다.

물론 가격 대 온도 옵션이 있습니다. 그들은 남용 될 수있는 구성 요소를 만들고 그러한 남용을 취할 수있는 적절한 재료와 제조 방법을 가지고 있습니다.


답변 주셔서 대단히 감사합니다. 아주 좋은 정보입니다. 실패의 3 가지 이유가 좋습니다. 나는 이것을 명심할 것이다.
— Dave

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워터 재킷은 물이 다 떨어지기 전까지는 100 ° C 이상으로 뜨겁지 않습니다.

작동 기간 동안 재킷에서 외부로 열이 얼마나 많이 유입되는지 파악해야하며 (열 절연으로 열을 줄이는 데 도움이 됨) 그 정도의 열을 흡수 할만큼 물이 충분한 지 확인해야합니다.

증기를 배출하는 방법도 필요합니다.


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GPU에 대한 열 테스트를 수행 한 후 2 시간은 정상 상태 온도를 고려한 시간입니다. 따라서 귀하의 신청서가 단기적인 것으로 간주되지는 않습니다. 전자 제품을 제작 해야 한다면 다음 과 같이 제안합니다.

1) 군용 온도 등급의 부품을 구입하십시오. 그들의 온도 범위는 더 넓지 만, 불행히도 그들의 장점은 주로 더 추운쪽에 적용됩니다.

2) 커넥터에 사용되는 플라스틱을 최소화하십시오. 무연 (260oC) 온도에서 리플 로우 할 때 일반적으로 실패합니다.

3) 열 차폐를 사용하여 예열하는 데 걸리는 시간을 늘리십시오.

4) 좋은 열 PCB 레이아웃의 '반대'를 시도하십시오. 다리를 보드에 납땜 할 때 스포크를 포함하지 마십시오. 패드를 최대한 크게 만드십시오. 한쪽 끝이 접지면에 직접 연결되는 구성 요소를 수동 납땜하려고 할 때 좌절합니다. 솔더 아이언 열은 솔더 조인트로부터 쉽게 전달되므로, 30 초 동안 아이언을 적용하지 못함으로써 실질적으로 부품이 손상됩니다. 이 접근법을 시도하면 구성 요소가 260oC에 도달하지만 PCB 구리가 열을 방출합니다.

편집 : 방금 마이크로 컨트롤러가 약 115 ° C에서 손상된다는 것을 기억했습니다. 트랜지스터 크기가 <65nm가 아닌 구형 칩은 열을 잘 견딜 수 있습니다. 터빈 내부에 센서를 설치하고 디지털 회로를 원격으로 배치 할 수 있습니다.


답변 주셔서 대단히 감사합니다. 거기에 좋은 아이디어가 있습니다. 내가 읽은 것에서 차폐와 냉각은 내가 생각하는 가장 좋은 내기입니다. 2 시간은 최대 일 것이며 아마도 그 온도에 있지 않을 것입니다. 그것은 실제로 최악의 시나리오이지만, 제가 질문에 사용한 이유이기도합니다. 감사!
— Dave
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