Elektronisches Design - Prüfverfahren für das thermische Design von Leiterplatten

(1) Inspection method of Thermodesign für Leiterplatten: Thermoelement

Die praktische Anwendung diermoelektrischer Phänomene ist natürlich der Einsatz von Thermoelementen zur Temperaturmessung. Durch die komplexe Beziehung zwischen Elektronenenergie und Streuung unterscheiden sich die thermoelektrischen Potentiale verschiedener Metalle voneinander. Da ein Thermoelement eine solche Vorrichtung ist, ist der Unterschied im thermoelektrischen Potential zwischen seinen beiden Elektroden ein Hinweis auf die Temperaturdifferenz zwischen den heißen und kalten Enden des Thermoelements. Wenn das thermoelektrische Potenzial aller Metalle und Legierungen unterschiedlich ist, ist es unmöglich, Thermoelement zur Messung der Temperatur zu verwenden. Diese Potenzialdifferenz wird als Scebeek-Effekt bezeichnet. Für ein Paar von Leitern A und B aus verschiedenen Materialien wird eine Verbindung bei der Temperatur T1 beibehalten, und die beiden freien Enden werden bei einer niedrigeren Temperatur beibehalten. Der Kontaktpunkt und das freie Ende befinden sich beide in einem Bereich mit gleichmäßiger Temperatur, und beide Leiter erfahren den gleichen Temperaturgradienten. Um die thermoelektrische Potentialdifferenz zwischen den freien Enden A und B messen zu können, werden jeweils ein Paar Leiter C desselben Materials mit den Leitern A und B bei Temperatur an einen Detektor mit einer Temperatur von T1 angeschlossen und mit ihm verbunden. Offensichtlich ist der Seebeck-Effekt keineswegs ein Phänomen an der Verbindungsstelle, aber ein Phänomen, das mit dem Temperaturgradienten zusammenhängt. Um die Leistung von Thermoelementen richtig zu verstehen, kann dieser Punkt nicht überbewertet werden.

Der Anwendungsbereich der Thermoelement-Temperaturmessung ist sehr breit, und die auftretenden Probleme sind auch vielfältig. Daher kann dieses Kapitel nur einige wichtige Aspekte der Thermoelement-Temperaturmessung behandeln. Thermoelement ist nach wie vor eine der wichtigsten Methoden der Temperaturmessung in vielen Branchen, insbesondere in der Stahl- und Petrochemieindustrie. Mit der Weiterentwicklung der Elektronik sind Widerstandsthermometer jedoch immer häufiger in der Industrie verwendet worden, und Thermoelemente sind nicht mehr die einzigen und wichtigsten Industriethermometer.

The advantage of resistance thermometers compared with thermocouples (resistance measurement and thermoelectric potential measurement) lies in the fundamental difference in the working principles of the two Leiterplattenkomponenten. Das Widerstandsthermometer gibt die Temperatur des Bereichs an, in dem sich das Widerstandselement befindet, und es hat nichts mit dem Blei und dem Temperaturgradienten entlang der Blei zu tun. Allerdings, Das Thermoelement misst die Temperaturdifferenz zwischen dem kalten Ende und dem heißen Ende durch Messung der Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden des kalten Endes. Für ein ideales Thermoelement, Die Potentialdifferenz bezieht sich nur auf die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Enden. Allerdings, für ein tatsächliches Thermoelement, Eine gewisse Ungleichmäßigkeit des Thermoelementdrahts am Temperaturgradienten verursacht auch eine Änderung der Potentialdifferenz, was immer noch ein Faktor ist, der die Genauigkeit des Thermoelements begrenzt.

Sieben international eingesetzte Thermoelemente, die sogenannten "standardisierten Thermoelemente", sind in Tabelle 5-3 aufgeführt. Tabelle 5-3 listet auch die Nennzusammensetzung jeder Elektrode, den allgemeinen Handelsnamen jeder Legierung und den Buchstabencode des Thermoelements auf. Diese Buchstabencodes wurden ursprünglich von der Instrument Society of American (Instrument Society of American) eingeführt, aber sie sind heute weit verbreitet auf der ganzen Welt verwendet. Diese Buchstabencodes können als verschiedene Typen verwendet werden.

(2) Inspektionsmethode des thermischen Designs der Leiterplatte: Temperaturanstiegstest

For thermal design, the Leiterplattenfabrik muss es in späteren Arbeiten tatsächlich überprüfen, um sicherzustellen, dass die Betriebstemperatur jedes Chips im Normalbereich liegt.

Im Allgemeinen werden Späne und Komponenten mit einer relativ großen Wärmemenge ausgewählt, um ihre maximale Lastarbeitstemperatur zu testen, das heißt, um den Betriebstemperaturzustand bei Volllast für eine lange Zeit zu sehen. Vor dem Test bestimmt der Konstrukteur die Chips und Komponenten mit großer Wärmemenge. Darüber hinaus ist auch der höchste Temperaturpunkt des Chips erforderlich (der höchste Temperaturpunkt kann mit einem Infrarot-thermischen Phasenanalysator ermittelt werden).

Thermoelementdraht wird für die Temperaturmessung verwendet. Die Drahtlänge beträgt im Allgemeinen etwa 2m. Platzieren Sie den Anschlusspunkt des Drahtkopfes an der zu messenden Position und fixieren Sie ihn mit Band (das Band muss hochtemperaturbeständig und hochviskos sein, um sicherzustellen, dass sich die hohe Temperatur nicht trennt und die Temperatur Genauigkeit der Messdaten). Achten Sie gleichzeitig darauf, dass die Linie nicht gefaltet werden soll, sonst beeinträchtigt sie die Prüfgenauigkeit.