高温下的电子设备-运行30分钟-2小时,最高500°F-可能吗?


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如果环境的环境温度在120°C(250°F)至260°C(500°F)之间并且工作时间在30分钟至2小时之间,电子设备是否能够生存?在这段时间之后,电子设备将冷却至室温。

正如其他人提到的那样,通过回流的物品会达到这些温度,但只会持续很短的时间。

当然,这将基于“常规”组件,而不是“空间等级”项目。

某种涂层会有帮助吗?诸如高温环氧灌封胶832HT技术数据表


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不是普通的组件,不是。可能有一些特殊的应用程序可用于独特的应用(石油钻探中的传感器?),但它们会变得昂贵,并会很快限制您的选择。您是否可以很好地绝缘并包括一个“冰袋”相变材料(可能不是水,甚至可能是一块低熔点金属合金),在下次使用前必须进行更换/冷冻。
克里斯·斯特拉顿


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我不禁好奇您打算在哪里运行此文件。–
欧文

生产能在200°C以上的结温下工作的晶体管的工艺是最先进的,可处理高达240°C结温的碳化硅mosfets在市场上已经可以买到,就逻辑和MCU而言
几乎

@crasic高温SOI可以运行至300C,而SiC绝对可以超过该温度。绝对是昂贵的或实验性的方案。
W5VO '16

Answers:


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这远远超出了大多数零件的额定值。您可能会遇到彻底的故障,与保证规格的重大差异,片状(例如,部分)操作,大量泄漏等。除非您购买合格的零件,否则您将自己承担费用,因此,您要承担主要成本,并且可能无法在没有内部信息的情况下彻底测试某些零件。

井下仪器可以在非常高的温度下工作,但符合该操作条件的零件非常昂贵(例如霍尼韦尔),并且启动性能令人失望。

通过将内部温度保持在<125°C之类的合理温度范围内,可以设计一种能够在260°C 的外部温度下保持相当长一段时间的电子封装,但这是比电子产品更多的机械工程问题。 。例如,通过使用良好的绝缘材料和相变材料。


@Sphero非常感谢您的回复。这基本上就是我所发现的。组件本身不起作用,但是如果有正确的“保护”,则有可能实现。谢谢!
戴夫

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我们必须将电子设备安装在喷气发动机的内部(较冷的区域),并使用通过管道输送的冷却空气。我们没有选择-如果我们想要功能超过几秒钟,我们就必须冷却电子设备。

我们使用常温额定组件。回流确实会产生高温,但请记住,发生这种情况时,部件未通电。


回流焊的好点,并且零件当时处于关闭状态。
戴夫

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“电子产品能生存吗?” 是的,如果数据表中是这样说的...

到底为什么制造商会对您这样做?他们为什么要记下如此可怕的要求?因为,当温度升高时,集成电路就会失效。

他们为什么失败?来自维基

电气过应力

从微观上讲,大多数与应力有关的半导体故障都是电热的。局部升高的温度可能会因熔化或汽化金属化层,熔化半导体或改变结构而立即导致故障。高温往往会加速扩散和电迁移,从而缩短设备的使用寿命。不导致立即失效的结点损坏可能表现为结点的电流-电压特性发生了变化。电气过应力故障可分为热引起的,电迁移相关的和电场相关的故障

另一个原因是湿度,请在一个很小的空间里弄一点水,然后调高温度,您才做成爆米花!水渗入一切。(除非您实际采取了一些预防措施,否则它们不会无缘无故地将湿度传感器粘在IC包装中)。

我曾与其他工程师进行过间歇性故障的交谈。谈话是一样的,他们忘记做一些关键的事情,例如:
1)防静电
2)湿度控制
3)热分布控制

在他们控制了这些东西之后,间歇性的问题就消失了,如果您想朝另一个方向发展,那么您将自己制造问题。失败率为1%是否可以接受?0.1%甚至0.001%呢?

非常欢迎您尝试使用现有的组件,也非常欢迎玩俄罗斯轮盘赌。但是要做好应对后果的准备。

制造商知道其芯片为何会失败,他们拥有人员和设备团队来剥离环氧树脂层,并查看其ic并确定为什么会失败。然后他们写出要求,IC封装的绝对最大值和温度曲线,以确保您的组件不会发生故障。

当然,您可以选择价格与温度。它们制造的组件可能会受到滥用,并具有适当的材料和制造方法来应对此类滥用。


非常感谢您的回答。一些很好的信息。失败的三个原因是好的。我一定会牢记这一点。
戴夫

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水套绝不会变得高于100°C-至少要等到水用完为止。

您必须弄清楚在运行期间会有多少热量从外面流入外套(隔热会帮助减少热量),并确保您有足够的水吸收该热量。

您还需要一种排出蒸汽的方法。


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对GPU进行热测试后,我要考虑稳态温度的时间是2个小时。因此,我认为您的申请不算是短期的。如果您必须制造电子产品,以下是我的建议:

1)购买具有军用温度额定值的组件。它们的温度范围较宽,但不幸的是,它们的优点主要适用于较冷的地方。

2)尽量减少连接器中使用的塑料。它们是在无铅(260oC)温度下回流时通常会失败的原因。

3)尝试使用隔热罩增加预热时间。

4)尝试进行良好的PCB热布局的“对立”。将脚焊接到板上时,请勿包括辐条。尝试使垫尽可能大。尝试手工焊接其一端直接连接到接地层的组件时,我感到沮丧。烙铁的热量很容易从焊点处散发出去,我实际上在使用烙铁30秒钟后会损坏组件。如果尝试这种方法,则您的组件可能会达到260oC,但PCB铜会带走热量。

编辑:刚刚记得微控制器在约115°C时受损。也许晶体管尺寸不小于65nm的旧芯片可能会更好地承受热量。您可能希望将传感器安装在涡轮机内部,但将数字电路放置在远程位置。


非常感谢您的回答。那里有一些好主意。根据我的阅读,屏蔽和散热是我认为最好的选择。2小时将是最大的,并且可能不在该温度下。那确实是最坏的情况,但这就是为什么我在问题中使用它。谢谢!
戴夫
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