1179
01/ 背景簡(jiǎn)述 /
這是電容元件的溫度范圍：
Recommended Operating junction temperature 最大值85℃的器件：
Recommended Operating junction temperature 最大值105℃的器件：
Recommended Operating junction temperature 最大值125℃的器件：
Recommended Operating junction temperature 最大值150℃的器件：
這是AEC-Q100-REV-H版本規(guī)范的4個(gè)元器件環(huán)境溫度等級(jí)。3-2-1等級(jí)之間的step是20℃，1-0等級(jí)之間的step是25℃。所以，基本很少見(jiàn)到有工作溫度最大值為95℃的器件。
02/ 歷史和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)慣例 /
在電子元器件發(fā)展的早期，行業(yè)就開(kāi)始建立一些標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范元器件的性能參數(shù)，包括工作溫度范圍。這些標(biāo)準(zhǔn)在長(zhǎng)期的實(shí)踐中逐漸固定下來(lái)，形成了以 10℃或 20℃為間隔的溫度等級(jí)。例如，美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）等組織在制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，綜合考慮了當(dāng)時(shí)的測(cè)試技術(shù)、材料特性和應(yīng)用需求等因素，使得這些溫度等級(jí)被廣泛接受。
03/ 材料特性和物理化學(xué)限制 /
溫度對(duì)材料性能的影響：電子元器件是由多種材料構(gòu)成的，如半導(dǎo)體材料、金屬電極、封裝材料等。當(dāng)溫度升高時(shí)，這些材料的物理和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。例如，半導(dǎo)體的載流子遷移率會(huì)隨著溫度的升高而改變，一般情況下，溫度每升高 10 - 20℃，載流子遷移率等性能參數(shù)會(huì)出現(xiàn)較為明顯的變化。在 85℃、95℃、105℃和 125℃這些溫度點(diǎn)附近，材料的性能變化可能會(huì)導(dǎo)致元器件的工作狀態(tài)發(fā)生顯著改變，如電阻值變化、電容的介質(zhì)損耗增加等。
材料的熱穩(wěn)定性：不同的材料有不同的熱穩(wěn)定極限。以電容為例，電解電容的電解液在高溫下會(huì)加速蒸發(fā)，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，電解液干涸會(huì)導(dǎo)致電容失效。對(duì)于一些陶瓷電容，其內(nèi)部的陶瓷介質(zhì)在高溫下也可能會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化。
這些材料在 85℃、95℃、105℃和 125℃等溫度下的穩(wěn)定性差異是確定工作溫度范圍的重要因素。例如，一般質(zhì)量的電解電容工作溫度上限可能是 85℃，而一些高性能的陶瓷電容可以工作在 125℃。
04/ 可靠性和壽命測(cè)試結(jié)果 /
加速老化測(cè)試：在元器件的研發(fā)過(guò)程中，會(huì)進(jìn)行大量的可靠性和壽命測(cè)試。其中，高溫加速老化測(cè)試是一種常用的方法。通過(guò)在不同的高溫環(huán)境下對(duì)元器件進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，觀察其性能衰退和失效情況。研究發(fā)現(xiàn)，在溫度每升高 10 - 20℃的情況下，元器件的老化速度會(huì)加快，壽命會(huì)顯著縮短。例如，在 85℃下能夠正常工作 10 年的元器件，在 105℃下可能只能工作 2 - 3 年。這些測(cè)試結(jié)果為確定合適的工作溫度范圍提供了依據(jù)，85℃、95℃、105℃和 125℃這些溫度等級(jí)是綜合考慮元器件在不同溫度下的可靠性和預(yù)期壽命后確定的。
05/ 應(yīng)用場(chǎng)景和散熱設(shè)計(jì)考慮 /
不同的應(yīng)用環(huán)境溫度：電子設(shè)備的應(yīng)用場(chǎng)景多種多樣，從普通的室內(nèi)環(huán)境到工業(yè)高溫環(huán)境等。例如，在普通的消費(fèi)電子產(chǎn)品如智能手機(jī)、平板電腦中，正常使用環(huán)境溫度一般不會(huì)超過(guò) 40 - 50℃，但考慮到設(shè)備內(nèi)部的局部發(fā)熱和散熱不良情況，元器件需要有一定的溫度裕量，85℃的工作溫度等級(jí)可以滿足這種需求。而在工業(yè)控制設(shè)備、汽車電子等應(yīng)用場(chǎng)景中，環(huán)境溫度可能會(huì)更高，如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的電子元器件可能會(huì)暴露在 100℃以上的高溫環(huán)境中，因此需要能夠耐受 105℃或 125℃的元器件。
散熱設(shè)計(jì)與成本平衡：確定這些工作溫度等級(jí)也有助于散熱設(shè)計(jì)。如果元器件的工作溫度等級(jí)較低，如只有 60℃，那么在散熱設(shè)計(jì)上就需要更嚴(yán)格的要求，可能需要更大的散熱片、更高效的風(fēng)扇等，這會(huì)增加設(shè)備的成本和體積。而選擇合適的工作溫度等級(jí)，如 85℃或 95℃，可以在滿足可靠性的前提下，通過(guò)合理的散熱設(shè)計(jì)，如自然對(duì)流散熱或小型散熱裝置，來(lái)保證元器件的正常工作，從而在性能、可靠性和成本之間達(dá)到平衡。
最后， Operating junction temperature 最大值從125℃到150℃的step就不是10℃或者20℃了，這是個(gè)特殊情況。
