otimizando o desempenho de CI em altas temperaturas

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O desafio do cliente

Aplicações industriais como a perfuração de poços para petróleo e gás apresentam alguns dos ambientes mais hostis para ferramentas mecânicas. Um desafio para as empresas de perfuração é a necessidade de operar componentes eletrônicos sofisticados em profundidades significativas de poços em temperaturas muito elevadas.  Para esses componentes eletrônicos, é fundamental manter a confiabilidade para minimizar o tempo de inatividade.

A maioria dos equipamentos eletrônicos em poços profundos utiliza circuitos integrados semicondutores classificados para a faixa de temperatura industrial de -40 a +85 ºC, ou para a faixa de temperatura militar de -55 a +125 ºC.  Se os componentes operarem fora desses limites de especificação, pode haver degradação do desempenho e até mesmo falha do equipamento.  Em aplicações de perfuração de poços profundos, os poços podem atingir profundidades de 5 km ou mais. Em combinação com a falta de fluxo de ar e outros materiais de refrigeração, as temperaturas médias podem facilmente atingir ou
exceder 200 ºC.

Um dos maiores fornecedores mundiais de equipamentos para perfuração de poços estava sofrendo perdas significativas de rendimento dos equipamentos e precisou da assistência de engenharia da Rochester para identificar a origem das falhas e melhorar o desempenho de seu sistema.

A solução da Rochester

A Rochester Electronics tem vasta experiência em qualificação de dispositivos semicondutores e engenharia de ensaios, o que nos permite trabalhar em estreita colaboração com os nossos clientes para identificar os principais problemas de desempenho e propor soluções. Para a aplicação deste cliente, foi necessário que o Relógio em tempo real (RTC) fornecido pela Rochester funcionasse a temperaturas de até +175 ºC e ainda mantivesse a precisão da medição do tempo.

A equipe de engenharia da Rochester avaliou amostras de dispositivos — alguns que falharam e outros que foram aprovados.  O hardware especial de ensaio foi desenvolvido e configurado para suportar as temperaturas extremas.  Além disso, foram registrados programas de ensaio para o ATE (Equipamento de ensaio automatizado) da Rochester, que caracterizaram o desempenho do dispositivo fora das especificações da ficha técnica.

Na Fase 1 do projeto, a equipe de Engenharia da Rochester forneceu evidências de que os dispositivos de relógio em tempo real ainda estavam operacionais até uma temperatura de +175 ºC e que não havia problemas paramétricos de “descontrole” térmico que causassem falha imediata do dispositivo ou do sistema em temperaturas elevadas.  Isto levou a nossa equipe de engenharia a avaliar os parâmetros do sistema que alimenta o RTC.

Na fase 2 do projeto, os engenheiros da Rochester desenvolveram um modelo simulado dos circuitos do sistema do cliente, que caracterizou as tendências de altas temperaturas para todos os componentes.  A equipe de engenharia foi capaz de replicar as falhas sofridas nas temperaturas elevadas.  A equipe da Rochester trabalhou com o cliente e juntos foram capazes de prever com precisão a causa-raiz.  Isto permitiu à Rochester recomendar mudanças importantes nos circuitos da placa, minimizando o modo de falha e melhorando significativamente o rendimento.

Através da modelagem, da compreensão do mecanismo de falha, e do trabalho direto com o cliente para incorporar mudanças simples nos circuitos eletrônicos, o cliente agora é capaz de operar seus equipamentos a temperaturas elevadas por períodos prolongados, minimizando assim o tempo de inatividade e melhorando a rentabilidade geral.

Sobre a Rochester Electronics

A Rochester Electronics é o maior fornecedor contínuo de semicondutores do mundo – 100% autorizada por mais de 70 dentre os principais fabricantes de semicondutores. Como distribuidor de estoque do fabricante original, a Rochester tem mais de 15 bilhões de dispositivos em estoque, abrangendo 200 000 números de peça e oferecendo a maior linha do mundo de semicondutores em fim de vida útil (EOL) e a maior variedade de semicondutores ativos. Como fabricante licenciada de semicondutores, a Rochester já fabricou mais de 20 000 tipos de dispositivo. Com mais de 12 bilhões de chips em estoque, a Rochester tem a capacidade de fabricar mais de 70 000 tipos de dispositivo. A Rochester oferece serviços autorizados de replicação/recriação de produtos semicondutores – reposição de forma/adaptação/funcionalidade com 100% de compatibilidade de software, sem erratas. A Rochester é The Semiconductor Lifecycle Solution™. Nenhuma outra empresa se compara a ela em relação à amplitude da seleção de produtos de alto valor agregado.

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