Optimización del rendimiento de los CI a altas temperaturas
El desafío del cliente
En las aplicaciones industriales como, por ejemplo, la perforación de pozos para petróleo y gas, se observan algunos de los entornos más hostiles para las herramientas mecánicas. Un desafío que enfrentan las empresas perforadoras es la necesidad de operar equipos electrónicos sofisticados en pozos de profundidades importantes y a temperaturas muy elevadas. Es fundamental mantener la confiabilidad de estos equipos electrónicos a fin
de minimizar el tiempo de inactividad.
La mayoría de los equipos electrónicos para pozos profundos utilizan circuitos integrados a semiconductores aptos para ya sea un intervalo de temperatura industrial de -40 a +85 °C o un intervalo de temperatura militar de -55 a+125 °C. Si los componentes funcionan fuera de estas especificaciones límite, es posible que se produzca una degradación del rendimiento e, incluso, la falla del equipo. En aplicaciones de perforación de pozos profundos, los pozos pueden alcanzar profundidades de 5 km y más; esto, combinado con la falta de flujo de aire y otros materiales de refrigeración, significa que las temperaturas fácilmente pueden alcanzar o superar los 200 °C.
Uno de los proveedores de equipos para perforación de pozos más grande del mundo estaba experimentando una pérdida importante de rendimiento de los equipos y necesitaba de la ayuda de la ingeniería de Rochester para identificar la causa raíz de las fallas y mejorar el rendimiento del sistema.
La solución de Rochester
En Rochester Electronics, tenemos una vasta experiencia en calificación de dispositivos semiconductores e ingeniería de prueba, lo que nos permitió trabajar estrechamente con el cliente para identificar problemas de rendimiento clave y proponer soluciones. Para la aplicación de este cliente, el reloj en tiempo real (RTC) que proporcionó Rochester debía funcionar a temperaturas de hasta +175 °C y, así y todo, mantener su precisión.
El equipo de Ingeniería de Rochester evaluó dispositivos de muestra (algunos fallaron y otros pasaron). Se desarrollaron equipos de prueba especiales y se configuraron de modo tal que pudieran soportar las temperaturas extremas. Además, se redactaron programas de prueba para los equipos automatizados de prueba (ATE) de Rochester a fin de caracterizar el rendimiento del dispositivo fuera de las especificaciones de la hoja de datos.
En la Fase 1 del proyecto, el equipo de Ingeniería de Rochester proporcionó pruebas de que los relojes en tiempo real continuaban funcionando a una temperatura de +175 °C y que no había problemas de “fugas” térmicas paramétricas que provocaran la falla del dispositivo o del sistema a temperaturas elevadas. Esto llevó a nuestro equipo de Ingeniería a evaluar parámetros del sistema que alimentaban al RTC.
En la Fase 2 del proyecto, los ingenieros de Rochester desarrollaron un modelo simulado de los circuitos del sistema del cliente que caracterizaba tendencias de alta temperatura para todos los componentes. El equipo de Ingeniería pudo replicar las fallas experimentadas a altas temperaturas. El equipo de Rochester trabajó con el cliente y, juntos, pudieron predecir la causa raíz con exactitud. Así, Rochester pudo recomendar cambios clave en la placa de circuitos, minimizar el modo de falla y mejorar significativamente el rendimiento.
Mediante la creación de modelos, la comprensión del mecanismo de falla y el trabajo directo con el cliente a fin de incorporar cambios sencillos a los circuitos electrónicos, el cliente ahora puede operar los equipos a temperaturas elevadas durante períodos prolongados, lo que minimiza el tiempo de inactividad y mejora la rentabilidad general.
Acerca de Rochester Electronics
Rochester Electronics es la fuente continua de semiconductores más grande del mundo, 100 % autorizada por más de 70 fabricantes líderes de semiconductores. Como distribuidor de existencias de fabricantes originales, Rochester cuenta con más de 15 000 millones de dispositivos en existencia, que abarcan más de 200 000 números de piezas, lo que proporciona la gama más extensa del mundo de semiconductores fuera de catálogo y la más amplia de semiconductores activos. Como fabricante autorizado de semiconductores, Rochester ha fabricado más de 20 000 tipos de dispositivos. Con más de 12 000 millones de matrices en existencia, Rochester tiene capacidad para fabricar más de 70 000 tipos de dispositivos. Rochester ofrece una amplia gama de servicios de fabricación, que incluyen diseño, procesamiento de obleas, ensamble, prueba, confiabilidad y archivado de IP, y ofrece soluciones individuales, incluso la fabricación completa llave en mano, lo que permite acelerar el tiempo de comercialización. Rochester es The Semiconductor Lifecycle Solution™. Ninguna otra empresa se compara con la amplitud de productos seleccionados, los servicios de valor agregado y las soluciones de fabricación de Rochester.
