El cabezal de perforación de aceite contiene un sensor electrónico que recopila datos. ¿Qué materiales y tecnologías se utilizan para el sustrato del circuito impreso?

La instrumentación de fondo de pozo es algo así como en dos clases. Uno hasta 150–175C y el otro 175 y más de 200C

Con cuidado y versiones especialmente probadas de la electrónica convencional, podemos alcanzar temperaturas más o menos de alrededor de 175 grados o más. Una vez que superamos los 175 y 200 ° C, necesitamos un sistema electrónico de alta temperatura especialmente preparado, que en general son piezas mucho menos complejas que las que podemos comprar de productos electrónicos convencionales. Pocos procesadores y recuerdos, por ejemplo.

Mucho más allá de 200C -225C es solo un enorme desafío; Hay poco allí que pueda soportarlo. Hay algunos materiales semiconductores que funcionarán a esas temperaturas, pero no encontrará sus últimos procesadores y la adquisición de datos sofisticados y los chips de telecomunicaciones hechos con ellos: estarán entre 30 y 40 años por detrás de los materiales comerciales de silicio actuales.

Uno de los problemas es la regla del tiempo de vida, que dice que por cada aumento de temperatura de diez grados C, la vida útil de los componentes electrónicos se reduce a la mitad.

Eso significa que un componente electrónico que tiene una vida útil prevista de 20 años a 20 grados C tiene la siguiente reducción de la vida a estas temperaturas:

  • 30 C – 10 años
  • 40 C – 5 años
  • 50 C – 2.5 años
  • 60 C – 1.25 años
  • 70 C – 7.5 meses
  • 80 C – 4 meses
  • 90 C – 2 meses
  • 100 C – 1 mes
  • 110 C – 15 días
  • 120 C – 8 días
  • 130 C – 4 días
  • 140 C – 2 días
  • 150 C – 1 día
  • 170 C – 6 horas
  • 190 C – 1.5 horas
  • 200 C – 45 minutos

ves el problema? A 200 ° C, la vida útil será de minutos y ni siquiera sobrevivirá al viaje hasta el fondo antes de que comience a funcionar.

Por lo tanto, los componentes y no el sustrato son los grandes problemas. Los sustratos de cerámica se pueden hacer lo suficientemente resistentes para la vibración, es el calor. Obviamente, se deben utilizar soldaduras especiales de alta temperatura, así como aislantes y cables especiales.

Cuando se observa el sustrato de material de PCB que puede soportar temperaturas más altas de hasta 300 dg C, es importante que observe la temperatura de transición vítrea (Tg) de estos materiales orgánicos e inorgánicos.

la cerámica que mencionó aún puede usarse a esa temperatura si la protege y la mejora a través de otras tecnologías como LTCC.

Además, los materiales como FR4 aún se pueden mejorar para que funcionen a esa temperatura al pasarlo a través de dichas tecnologías. Hay muchas de esas tecnologías. Por favor averígualo.

Es importante que les diga vívidamente que ningún material orgánico o inorgánico por naturaleza puede soportar tal temperatura a menos que pase a través de ciertos refuerzos para mejorar su expansión térmica que es proporcional a la propiedad de resistencia mecánica. Con estas tecnologías, muchos materiales pueden soportar incluso 500 dg C de altas temperaturas.

Puede elegir entre polímeros de enlaces cruzados FR4, BT, CHn, resinas fenólicas, poliimida, PTFE, etc. y luego mejorar su resistencia mecánica y su capacidad para soportar altas temperaturas a través de las tecnologías sometidas.

Los componentes de montaje en superficie son bastante resistentes a las vibraciones. Son más pequeños, por lo que tienen menos masa y menos inercia bajo vibración. Además, la vibración en los componentes del orificio pasante tiende a cortar los pasadores en los orificios.

En el lado de los materiales, FR4 no puede soportar más de aproximadamente 160C. Sin embargo, hay otros materiales de forma estándar que alcanzan los 280 ° C. Esos mismos materiales pueden hacer más de 300C por períodos de tiempo más cortos.

Si se necesitan altas temperaturas a largo plazo, hay sustratos sobre metal que pueden alcanzar más de 400 ° C.

No estoy seguro de haber visto algo que funcione a 300C. A menudo usan enfriamiento activo.

De lo contrario, http://benchtree.com/company/art