Quais componentes eletrônicos são afetados pela temperatura?

O calor é prejudicial para a eletrônica, como praticamente qualquer engenheiro ou vendedor de componentes eletrônicos lhe dirá. Mas será que existem componentes mais suscetíveis a isso do que outros? O frio afeta tão intensamente quanto o calor? O que sabemos é que existem faixas de temperatura para a maioria dos componentes, e isso pode nos dar uma ideia do impacto das temperaturas sobre as peças eletrônicas.

 

“A vida útil esperada de qualquer componente, e de qualquer produto final fabricado a partir desses componentes, é afetada pela temperatura na qual eles operam,” observa a CTM Magnetics.

 

Os materiais utilizados na fabricação de placas de circuito impresso são projetados para suportar temperaturas definidas; quando essas temperaturas são excedidas, o desempenho da PCB se deteriora. Se você usar placas resistentes ao calor, a contenção pode ser gerenciada. Como o calor pode vir de muitos lugares, ele tem impactos diferentes sobre o componente e o ambiente.

 

Dados comprovam que, em semicondutores e peças eletrônicas, a taxa de falhas aumenta muito em função do calor e a vida útil diminui. Uma temperatura constantemente elevada reduz a expectativa de vida útil das peças de computador, mesmo que elas não estejam, tecnicamente, superaquecendo.

 

Ao projetar um produto eletrônico, é preciso estar ciente das necessidades de energia do novo produto em relação aos limites definidos para o componente pelo fabricante original. Muitos fabricantes agora estão “reclassificando” (uprating) seus componentes, criando componentes que atendem a todas as faixas de temperatura comercial, industrial e até militar. Isso permite que os fabricantes não precisem reconfigurar a produção para cada classificação diferente, criando um componente utilizável em todos os cenários.

 

A confiabilidade deve ser incorporada ao sistema por meio do design, da escolha de componentes adequados, da embalagem e das técnicas de resfriamento. “Normalmente existe uma margem entre a especificação de temperatura de operação de uma peça e a faixa de temperatura na qual a peça pode, de fato, operar de forma confiável. Os fabricantes geralmente fornecem uma margem para isso. Essas margens existem entre os limites de temperatura de operação especificados e a capacidade real de operação das peças. Isso ajuda a maximizar o rendimento das peças, reduzir ou eliminar testes de saída e otimizar os testes por amostragem e o controle estatístico de processo,” afirma o site Electronics Cooling.

 

O impacto das altas temperaturas em alguns componentes pode ser visto na tabela abaixo.

 

Componente

Impacto do calor

Capacitores, cerâmicos

Alterações na constante dielétrica e na capacitância, redução da resistência de isolamento em alta temperatura

Capacitores, eletrolíticos

vazamento de eletrólito; vida útil reduzida, grande variação na capacitância, aumento da resistência em série

Capacitores, de tântalo

Vazamento de eletrólito; alteração na resistência de isolamento da capacitância

Transistores

Aumento da corrente de fuga; alterações no ganho; aumento de circuitos abertos e curtos-circuitos

Conectores, padrão

Arco superficial (flash over), danos dielétricos

Cristais

Deriva

Interruptores

Oxidação dos contatos

Termistores

Aumento de curtos-circuitos e circuitos abertos

 

 

 

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