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[参考译文] TMP119:查询 TMP119的机械安装情况、以获得与检测到的物体保持良好热路径

Guru**** 2454880 points
Other Parts Discussed in Thread: TMP118, TMP119, TMP119EVM, TMP117, ISOTMP35

请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1511887/tmp119-query-regarding-mechanical-mounting-of-tmp119-for-good-thermal-path-with-sensed-object

器件型号:TMP119
主题中讨论的其他器件:TMP118、、、 TMP117ISOTMP35

工具/软件:

我正在使用竞争对手的设备来测量(大部分)金属块的温度。 它是 WSON 型封装、电路板倒置安装、以便用大量热环氧树脂进行固定时、IC 的顶部与块接触。 我们遇到了这个设计的问题(除了安装方法之外的不同原因)、这促使我尝试使用 TMP118/9EVM 电路板、但它们并没有显示同样的问题、这很好、但我不确定我们是否可以使用与我们目前相同的安装技术。

我已经阅读过  SNOA986A、这基于正确安装 PCB 而成、使 PCB 层位于 IC 和检测到的物体之间、这看起来像是从一开始就产生了需要克服的错误。

我想用以下方式安装它-是否有理由认为这不合适?

目前、我们一直在使用这项技术、而不会对现有的 IC 造成任何问题。

如果可能、与 FAE 讨论这一点会很好?

谢谢

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    您好、John:

    感谢您在 e2e 论坛上发帖。 我已通过电子邮件将您联系到我们的 FAE 经理、以指导您完成 FAE。 在此期间、我想更清楚地说明块是什么。 我假设您要测量块的温度。 块由什么材料制成? 电压范围是多少? 什么是高压热源?   温度传感器上是否有压力?

    此致、

    Meredith McKean

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    块状物为80%铁、涂有环氧树脂和特氟龙涂层。 我们研磨表面、以帮助热环氧树脂粘附。 响应时间不是很关键;我已阅读有关该问题的应用手册、相信传感器的响应速度至少与块的响应速度一样快。 没有与该块相关的电压。 传感器也没有压力。  

    由于我发布了原始查询、我有一个 TMP119 (由 TMP119EVM 提供)连接到图示的块、但通过10度 C/W.m 热膏(足以填充间隙并与块接触)而非环氧树脂、并且该热膏在周末持续运行。 它按预期运行、不易受到我们当前使用的器件所出现问题的影响。

    因此、我目前的想法是、在电路板背面没有铜(上面如上所示)的情况下、我可以"聚焦"通向块的热路径。 我对环氧粘合的机械方面有一些担忧、我确实可以选择使用导热硅酮、而我认为这将最大程度地减小与使用环氧作为粘合方法相关的应力、我希望在此输入一些 FAE。

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    您好、John:

    您已经联系过温度专家。 Meredith 和我在 TI 温度和湿度检测产品线工作。 我们就在温度和湿度产品开发人员旁边。 我们的工作是支持 TMP119客户使用这些产品取得成功。 我们不支持 TI 产品系列中的任何其他产品。 我为什么要告诉你这一点? 对于 TI、现场应用工程师(FAE)职位是与客户并置的。  他们必须支持客户使用的所有 TI 产品。 他们不能成为单个产品的主题专家、但有时他们是。 E2E 很独特、因为它可以将您直接与给定 TI 产品的主题专家联系起来。 话虽如此、我们对温度传感器的了解仍然有限。 ;)

    TMP119与 TMP119EVM 配套使用、非常高兴。 (EVM 硬件、随附软件和文档由我的团队负责。) 我也很高兴您阅读了我们的应用手册  SNOA986并理解了这一点。 我同意、与将 PCB 用作中间热导体相比、将器件与块之间的绑定是一种更好的散热解决方案。 下面是我对这种方法的担忧、很抱歉我们目前没有针对该主题发布的应用手册:

    • 块/传感器组装过程
      • 如果您要将 PCB 锚固到块上、或在环氧树脂固化过程中按下它、我们目前没有 IC 封装团队关于允许的夹紧压力的明确规格。 有些封装旨在钳制到散热器上、但我们的传感器封装并未。  
      • TMP118和 TMP119是可能芯片或破裂的 DSBGA 封装。 它们不封装在黑色塑料"模塑化合物"中。 大多数 IC 安装在引线框上、使用细导线"接合"引脚、然后整个元件被黑色模塑化合物覆盖。 您以前使用的 WSON 就是这样创建的。 模塑化合物为硅片提供了一些保护、TMP118和 TMP119没有这种保护。  TMP117是此传感器系列的一员、采用 WSON 封装。 但是、DSBGA 封装在尺寸、热响应和成本方面缺少材料确实具有优势。
    • 块电压电势
      • 我意识到您不希望在您的设置中出现此问题、但我还是想谈一下。 这里存在两个风险:一个是从块电弧到传感器引脚的电压、另一个是从块电弧通过塑封到达硅芯片的电压。
      • 对于传感器引脚上的电压电弧、应该非常明确、需要遵循有关间隙/爬电距离的行业标准(特别是间隙)。
        • 即使模块设计为不具有电势、它仍可以充当 ESD 的导体。 它可能需要接地以创建安全的耗散路径、并且可能需要采取进一步措施来保护传感器免受 ESD 冲击、例如独立 ESD 器件。 http://ti.com/esd
        • 如果您需要为热监测器进行电气连接(例如在 MOSFET 舌片上)、我们的 ISOTMP35具有3kV 的电压隔离额定值、允许其进行电气连接。
      • 与钳位压力类似、没有明确规定我们的封装可以为硅片本身提供多少电压隔离。 请注意、DSBGA 器件根本没有模塑化合物、可能更容易受到影响。
    • 面对机械应力/应变时的温度精度
      • 与其他精密模拟 IC 设计一样、众所周知、机械应力可以在一定程度上改变传感器的温度输出。 在达到非常高的精度(例如这些产品实现的100mC 精度)之前、通常不会注意到这种影响。  
      • 应力可能以 PCB 的张力/弯曲的形式产生、也可能来自压在其上的 IC 周围的环氧树脂。 如果 IC 周围有环氧树脂或焊膏、则由于环氧树脂的 CTE (热膨胀系数)、应力可能会随温度而变化。 因此、IC 上使用的环氧树脂和模塑化合物应具有低 CTE。 无法固化的热膏可能不会出现任何应力或 CTE 问题、但这些产品仅用于在散热器表面之间填充小空隙。 这种锡膏在传感器应用中可能不是很有用、因为它不能用于固定传感器。
      • TMP118和 TMP119专门设计用于更大限度地减少机械应力导致的误差。 请参阅这些数据表中的应变容差部分。 您可以看到、即使是未设计为抗应变的器件、在面临机械应力时仍预计产生小于80mC 的误差。 因此、根据您的误差预算、机械应力可能不是问题。

    谢谢、

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    REN、

    感谢您的完整和详细的答复-这是非常感谢!  

    考虑到您所指出的所有内容、我将按照我所述的方式(即封装下来)使用 TMP119进行一些试验构建。 我没有在我的原始帖子中做 clesr、但 PCB 和块之间没有直接固定、而是回复器件周围的热粘合剂、将其固定到块上。  

    我将试穿热锡锥粘合剂、以避免与环氧树脂相关的问题以及可能通过不同 CTE 引起的应力。

    我们当前在 PCB 顶部(与器件相对的一侧)使用磁体、以在粘合剂套件中将其固定到位。 我不想对器件施加太大的压力、因此我想在 TMP119周围放置3-4个元件(高度略高于 TMP119、但未进行电气连接)、以提供机械的"顶部"、防止在设置过程中器件被磁体太多地按入块中。 然后、即可设置热银锥、从而在器件封装与块之间提供良好的键合。

    再次感谢您的意见,温度专家!

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    听起来不错、John。 让我们知道它是如何实现的。