《電子技術應用》
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熱保護器不能承受回流焊高溫已成歷史
摘要: 對于過熱保護器件來說,如何利用SMD工藝裝配到電路板一直是棘手的問題,因為裝配過程中SMD工藝中回流焊的高溫會使熱保護器件不能承受而提前斷開,不能應用到系統中去。廠商們都用手工裝配規避這一問題的產生,不過裝配費用也因而增加。泰科電子(Tyco Electronics)近期推出的神秘武器解決了這個矛盾,讓熱保護器也能承受回流焊的高溫,結束了熱保護器不能采用標準SMD工藝裝配的歷史。
Abstract:
Key words :
對于過熱保護件來說,如何利用SMD工藝裝配到電路板一直是棘手的問題,因為裝配過程中SMD工藝中回流焊的高溫會使熱保護器件不能承受而提前斷開,不能應用到系統中去。廠商們都用手工裝配規避這一問題的產生,不過裝配費用也因而增加。泰科電子(Tyco Electronics)近期推出的神秘武器解決了這個矛盾,讓熱保護器也能承受回流焊的高溫,結束了熱保護器不能采用標準SMD工藝裝配的歷史。

 

這個神秘武器就是RTP(Reflowable Thermal Protection)可回流焊熱保護器,它能承受3次峰值溫度遠超過200℃(可達260℃)的回流焊而不打開,然而當它在實際應用中,一旦檢測到溫度超過200℃就會斷開。這對看起來很矛盾的指標是如何實現的?

 

原來這個RTP使用了一種一次性電子激活機制。在激活機制啟動前,用戶可以對它施以三次回流焊的高溫,它保持連接狀態不會斷開;當用戶完成回流焊之后,可用2A的電流激活RTP,RTP被激活后,會變得熱敏感,當它檢測到溫度超過200℃時,就會形成開路,這個斷開是不可自動回復的。對用戶來說,激活的時間節點非常靈活,可以在系統啟動或系統測試過程中自動實現。

 

 

《國際電子商情》
在260℃的回流焊中也堅強不屈的RTP200,激活后在應用中超過200℃就折了

 

據介紹,泰科電子RTP產品系列中的首款器件是RTP200,可被用來取代汽車設計中經常使用的功率場效應管、繼電器和重型散熱器等冗余器件,以節省成本和空間。相比傳統的熱保護解決方案比如TCD、PPTC和電阻等,它具有低熱斷開、高可靠性、適應SMD組裝、高DC工作電流(超過30A)、最大中斷電流超過100A、一次性斷開等全面的優點,其中即使是現在熱門的PPTC也不能做到一次性斷開、高工作電流以及這么大的斷開電流,更何況它還不耐高溫,在175℃時就斷開了。

 

不過RTP200的這個200℃的斷開溫度來頭有點蹊蹺,很多汽車級工作溫度的芯片工作范圍遠不到200℃,RTP需要檢測到它周圍的器件溫度達到200℃時才斷開,會不會失去保護作用?對此,泰科電子電路保護部門全球市場戰略總監Eric Braddom解釋,200℃是一個合適的溫度斷開點。因為這個溫度高于大部分電子器件正常工作時的溫度范圍,但低于常見無鉛焊料熔點。也就是說,當旁邊的器件在規定溫度范圍內工作時,RTP200器件不會斷開電路;但會在溫度超過正常范圍后,在器件脫焊和形成短路風險之前斷開電路。

 

比如,在系統運行中,MOSFET阻性失效時,它的溫度可能上升到250℃,這是普通PCB可能會起火燒壞,而PRT可以在它達到200℃時就斷開電流,有效防止這一現象。此外因為熱敏感性,在安裝有RTP的部分系統不需要再使用阻燃外殼,可以大大減小成本。

 

事實上,RTP200在電路環境中起到的是最后一道防線的作用,當這道防線被沖開了,就只有維修一途了,需要重新安裝一個RTP。一個RTP的價格是0.48美金。

 

Eric Braddom繼續介紹,RTP器件在汽車應用中對冗余FET的替代意義重大。盡管現在的powerFET越來越耐用,但在苛刻的工作環境下比如汽車中仍容易出現故障,尤其是在超出其額定值后,它們會很快出現故障。如果電壓超過 powerFET的最大工作電壓,那么它很快就會被燒毀。如果瞬時電壓所包含的能量高于額定破壞能量水平,那么裝置將損壞;形成破壞性熱事件,最終可能導致裝置冒煙、起火或脫焊。RTP 器件可幫助汽車功率電子系統(比如冷卻風扇系統、ABS、電動助力轉向系統、PTC 加熱器等)達到可靠性要求。

 

除了汽車,RTP還可以用于IT服務器、通信電源和工業應用。Eric Braddom透露,有好幾個領域的大客戶已經在做Design-in了。

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