Wie heiß kann Elektronik werden?

Wie heiß kann meine Maus werden, bevor sie nicht mehr funktioniert? Angenommen, der Kunststoff wird entfernt, damit er nicht schmilzt.

Ich versuche wirklich, die maximale Betriebstemperatur für Elektronik ohne bewegliche Teile zu messen (z. B. würde die Siliziumplatine bei 1000 F schmelzen? Gibt es noch etwas, das ich nicht frage?)

EDIT: Muss Silizium verwendet werden?

In nahezu allen Herstellerdatenblättern sind sowohl die minimalen als auch die maximalen Lager- und Betriebstemperaturen für ihre Teile aufgeführt. Darüber hinaus werden viele Teile in mehreren Versionen erhältlich sein, die für den Betrieb in anspruchsvolleren Umgebungen ausgelegt sind.

So kann beispielsweise eine integrierte Schaltung (IC) in den folgenden Versionen verfügbar sein:

Kommerziell 0-70 ° C. Industrie -40 bis + 85 ° C Militär -55 bis + 125 ° C.

Es ist unnötig zu erwähnen, dass die Kosten mit zunehmender Leistung steigen. Es gibt sogar Chips, die für den Einsatz im Weltraum spezifiziert sind. So kostet beispielsweise ein Chip, der in der Klasse "Kommerziell" 2 US-Dollar kostet, 2.000 US-Dollar für die Version, die für den Weltraum ausgelegt ist! (Wie Sie sich vorstellen können, verkaufen sie nicht sehr viele dieser Sorten.)

Bei Ihrer Maus wird im Allgemeinen versucht, die billigsten Komponenten zu verwenden. Bei Ihrer Maus sind 70 ° C möglicherweise die Obergrenze (möglicherweise sogar ganz niedriger!), Die bei etwa 158 ° F liegt.

Man muss bedenken, dass die Temperatur der Komponenten von zwei Quellen beeinflusst wird:

1) Die Temperatur der Umgebung. 2) Selbsterhitzung - Einige Komponenten erzeugen im Betrieb viel Wärme, CPUs in PCs sind ein Beispiel. Deshalb sind sie mit großen Kühlkörpern und Lüftern ausgestattet, damit sie nicht zu heiß werden.

Als Faustregel gilt: Je mehr Strom ein Chip verbraucht, desto mehr Wärme erzeugt er und desto heißer wird er. Natürlich verbraucht eine Maus kaum Strom, daher sollte dies für eine Maus keine große Sache sein.

Zusätzlich zu all den guten Punkten, die in anderen Antworten erwähnt wurden, sind zwei Punkte zu beachten:

• Viele Silizium-Leistungshalbleiter sind jetzt für eine Betriebstemperatur von 175 ° C ausgelegt (früher waren 150 ° C die Norm).
• Siliziumkarbid-Halbleiter können theoretisch höher steigen, aber es sieht so aus, als ob die Verpackung der derzeitige Engpass für den Hochtemperaturbetrieb ist. Powerex hatte kürzlich eine Nachricht veröffentlicht, dass sie Module für den 200-C-Betrieb erforschen. Wenn Sie ein interessantes technisches Dokument zu diesem Thema lesen möchten, finden Sie hier eines von Powerex / Cree .

Wie Jonny sagte, ist es für einzelne Teile am besten, ihre Datenblätter zu überprüfen. Betrachten Sie jedoch aus allgemeiner oder theoretischer Sicht die Temperatur, bei der Silizium nicht mehr wie ein Halbleiter wirkt. Wenn ich mich noch gut an die Klasse der Halbleiterbauelemente vor vielen Jahren erinnere, sind das etwa 150 ° C. Es wäre eine gute Idee, dies selbst nachzuschlagen, anstatt mein Wort dafür zu nehmen.

Schauen Sie sich auch einige Datenblätter für diskrete Siliziumteile an. Oft sind sie für 150 ° C oder ungefähr die maximale Werkzeugtemperatur ausgelegt. Denken Sie daran, dass dies die Temperatur ist. Da zwischen Umgebung und Chip immer ein begrenzter Wärmewiderstand besteht, ist die maximale Chiptemperatur der Punkt, an dem das Gerät keine elektrische Energie mehr abführen kann, was es im praktischen Sinne unbrauchbar macht. So etwas wie eine Maus kann nicht viel Strom verbrauchen und kann daher möglicherweise nahe der theoretischen Grenze arbeiten.

Dann gibt es noch einen anderen Effekt. Nicht alle Chips sind gleich, auch nicht auf demselben Wafer. Die Hersteller testen jeden einzelnen und legen ihn manchmal unterschiedlich ab, je nachdem, welche besonderen wünschenswerten Eigenschaften sie finden. Die Fähigkeit, bei hohen Temperaturen zu laufen, kann eine dieser Eigenschaften sein. Die Matrizen, die hohen Temperaturen standhalten können, können als Teile mit erweitertem Bereich verkauft werden, was bedeutet, dass die Teile mit nicht erweitertem Bereich wahrscheinlich bei niedrigerer Temperatur ausfallen, weil sie auf diese Weise ausgewählt wurden.

Die meisten Silizium-Halbleiterchips sind über einen Umgebungsbereich von mindestens 0 bis 70 ° C spezifiziert, häufig mit Versionen mit erweitertem Temperaturbereich, die zu einem höheren Preis erhältlich sind. Bei Chips ist dies normalerweise die Umgebungstemperatur, nicht die Düsentemperatur.

Um Ihre Frage zu beantworten, kann ein unbekanntes elektronisches Gerät mit Siliziumhalbleitern und nicht spezifischer Handhabungsleistung wahrscheinlich eine Umgebungstemperatur von 70 ° C überstehen. Vielleicht kann es 100C Umgebungstemperatur überleben. Wenn sie bei 150 ° C sterben, werden sie sehr wahrscheinlich nicht funktionieren. Was dies in Bezug auf die Umgebung bedeutet, ist eine Vermutung.

Neben "Silizium" befinden sich in Ihrer Maus viele verschiedene Materialien. Die Chips bestehen aus Silizium, werden dann aber in ein (wahrscheinlich) Kunststoffchip-Gehäuse eingelegt, das auf eine Leiterplatte aus Glasfaser gelötet ist und von anderen Komponenten wie Kondensatoren, Widerständen, Steckverbindern usw. umgeben ist, die nicht aus Silizium bestehen Silizium. Jede Komponente hat ihren eigenen akzeptablen Temperaturbereich, außerhalb dessen sie sich nicht darauf verlassen kann, dass sie weiterhin wie im Datenblatt angegeben wirkt, und zwar aus Gründen, die von erhöhtem thermischen Rauschen oder anderen elektrischen Problemen bis hin zum einfachen Schmelzen oder Zünden reichen. Es genügt zu sagen, dass die Temperatur in den Gleichungen liegt, die das Verhalten von Materialien modellieren (Wärmeausdehnung ist ein einfaches Beispiel), und über einen ausreichend breiten Bereich.

Wenn ich wieder fließe, erhitze ich meine Platine auf 220Degress Ceclcius .. aber nicht länger als 2-3 Minuten. Offensichtlich müssen diese den Spezifikationen der ICs entsprechen und die Leiterplatte muss SMD-kompatibel sein.

Im Allgemeinen sollten Leiterplatten nicht über einen längeren Zeitraum einer Hitze von mehr als 100 Grad Celsius ausgesetzt werden. Peaking ist in Ordnung, wird jedoch nicht empfohlen.