Để đạt được hoạt động đáng tin cậy ở 200 độ, việc chỉ dựa vào sàng lọc bằng quy trình bán dẫn thông thường là không đủ. Thay vào đó, cần có một giải pháp cộng tác trên bốn cấp độ-vật liệu, cấu trúc thiết bị, thiết kế mạch và hoạt động giảm tốc độ-. Khả năng chịu nhiệt độ-cao củaBộ xử lý ARM nhiệt độ cao ZT6206H-được xây dựng trên các công nghệ chủ chốt sau:
Đầu tiên, công nghệ SOI (Silicon-trên-chất cách điện) nhiệt độ cao hoặc công nghệ silicon số lượng lớn thụ động đặc biệt được sử dụng để chế tạo tấm bán dẫn nhằm triệt tiêu dòng rò tại điểm nối PN và hiệu ứng chốt-. Đối với lõi Cortex-M4, dòng rò tĩnh ở 200 độ có thể cao hơn hai bậc so với dòng rò ở 25 độ. ZT6206H kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng tĩnh ở nhiệt độ cao trong phạm vi có thể chấp nhận được bằng cách tăng điện áp ngưỡng và tối ưu hóa bố cục tiếp xúc tốt. Thứ hai, CQFP (Gói bốn mặt phẳng bằng gốm) được chọn để đóng gói, có hệ số giãn nở nhiệt (CTE) phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt (CTE) phù hợp với hệ số giãn nở nhiệt (CTE) của chất nền gốm PCB hoặc bo mạch lõi kim loại{13}}, ngăn chặn tình trạng mỏi và nứt của mối hàn do chu trình nhiệt độ-cao gây ra. Khoang gốm cũng cung cấp khả năng bảo vệ kín chống xói mòn bên trong chip do độ ẩm áp suất cao trong lỗ hạ cấp và khí hydro sunfua.
Về độ tin cậy chức năng, bộ xử lý có chế độ vận hành được phân chia theo nhiệt độ rõ ràng.
Đầy-phạm vi chức năng (Nhỏ hơn hoặc bằng 175 độ):Tần số chính ở mức 80 MHz, với tất cả các thiết bị ngoại vi (bao gồm PLL, RTC, I²C, CAN) hoạt động bình thường.
Phạm vi giảm dần (175 độ đến 200 độ):Tần số chính giảm xuống 16 MHz, đồng thời tắt một số thiết bị ngoại vi liên quan đến analog và đồng hồ (PLL, RTC, I²C, CAN); tuy nhiên, lõi, SRAM, bộ nhớ flash, SPI, USART, ADC, DAC, bộ khuếch đại hoạt động và bộ so sánh vẫn hoạt động.
Thiết kế này cho phép hệ thống duy trì khả năng thu thập dữ liệu cơ bản và liên lạc tốc độ-thấp ở nhiệt độ cực cao 200 độ , tránh tắt máy hoàn toàn. Mặc dù cảm biến nhiệt độ-tích hợp chỉ có phạm vi danh nghĩa lên tới 175 độ nhưng nó đóng vai trò kích hoạt chế độ giảm công suất: khi chỉ số cảm biến đạt đến 175 độ , hệ thống sẽ chủ động chuyển sang chế độ tần số-thấp và tắt các thiết bị ngoại vi có mức tiêu thụ điện--cao.
Để chịu được độ rung nghiêm trọng của lỗ khoan (thường vượt quá 20 g RMS, tần số 5–2000 Hz), bước dẫn và chiều rộng của gói ZT6206H CQFP được tối ưu hóa. Kết hợp với cốt thép lót dưới hoặc chốt, nó chống lại ứng suất cơ học. Nhà thiết kế nên tránh đặt bộ xử lý gần các bộ phận có-khối lượng lớn (ví dụ: máy biến áp) hoặc các khu vực lơ lửng trong bố cục PCB và sử dụng PCB lõi gốm hoặc kim loại- để tăng cường độ cứng tổng thể.
Qingdao ZITN đã thiết lập các thông số kỹ thuật sàng lọc và thử nghiệm toàn diện trong lĩnh vực điện tử nhiệt độ cực-cao{1}}. Mỗi ZT6206H đều trải qua quá trình xác minh chức năng ở 175 độ và 200 độ, với các báo cáo truy xuất nguồn gốc hàng loạt được cung cấp cho các thông số chính như khả năng lưu giữ dữ liệu bộ nhớ flash ở nhiệt độ cao-, độ lệch ADC ở nhiệt độ-cao và độ lệch tần số dao động. Để ghi nhật ký-trong khi{10}}các nhà thiết kế dụng cụ khoan, điều này giúp loại bỏ nhu cầu xây dựng các nền tảng kiểm tra nhiệt độ cao-đắt tiền để sàng lọc-tham số đầy đủ. Thiết kế hệ thống có thể được tiến hành trực tiếp dựa trên bảng giảm dần trong biểu dữ liệu, rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển.
Trong các ứng dụng thực tế, các biện pháp độ tin cậy sau đây được khuyến nghị:
- Đặt tụ gốm X7R hoặc C0G gần các chân nguồn của bộ xử lý và tính đến sự suy giảm điện dung ở nhiệt độ cao (X7R có thể mất hơn 70% điện dung ở 200 độ; thay vào đó, nên sử dụng tụ điện tantalum có nhiệt độ C0G hoặc-cao).
- Thêm trình điều khiển vòng lặp vi sai hoặc hiện tại{0}}vào đường truyền thông USART và SPI để chống nhiễu nhiệt độ-cao.
- Định kỳ thực hiện các thao tác kiểm tra tổng và đọc lại dữ liệu quan trọng trong SRAM, đồng thời sửa các lỗi bit đơn- bằng cách sử dụng chức năng ECC của bộ nhớ flash (nếu có).
Bằng cách kết hợp các phương pháp này với thiết kế nhiệt độ-cao vốn có của ZT6206H, có thể tạo ra một hệ thống đáng tin cậy đáp ứng các yêu cầu vận hành lỗ khoan.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi qua Email:marketing@qdzitn.com!