PCB Блог - Принцип работы CCB

Область применения керамических термальных и холодных ПХБ постепенно углубляется и играет важную роль.

Принцип работы CCB

Типичный термоэлектрический (TE) модуль состоит из двух керамических пластин, зажатых между несколькими парами или « парными» голыми пластинами сурьмянида висмута. Парные стержни соединяются последовательным электрическим соединением и параллельным тепловым соединением между керамикой. Один тип керамики - это « горячая поверхность», другой - « холодная поверхность».

Обычно используется для изготовления модулей TE. Они хребтовые, теплопроводные и отличные электрические изоляторы. Помимо того, что керамика обеспечивает прочную основу, она также изолирует электрические компоненты в модуле от радиаторов с тепловой стороны и охлаждающих объектов с холодной стороны.

Металлизация керамики является неотъемлемой частью производства микротепловых модулей. Металлизация применяется к керамике, чтобы создать внутренний узел между колонной BiTe и PN - связью в TEC. Термотермальные охладители широко распространены в лазерной и фотоэлектрической промышленности. Во многих из этих приложений существуют керамические подложки с электронными компонентами конечного клиента, такими как чипы LD или APD - массивы, которые используются для установки на холодную сторону TEC.

Сварочные диски для проводящих материалов, как правило, медные, достаточно большие, чтобы разместить каждый из многих « парных» трубных чипов в модуле, подключенных к внутренней поверхности керамики. Каждый из сердечников типа P и типа N электрически подключен к каждому сварному диску и имеет различную компоновку сварного диска на двух видах керамики, чтобы создать схему с костями, которые могут вращаться взад и вперед в модуле. Как правило, все стержни труб свариваются на месте, чтобы усилить электрическое соединение и закрепить модули вместе. Большинство модулей имеют четные сердечники типа P и типа N, каждый из которых делится электрическим соединением, называемым « да».

Хотя материалы типа P и типа N являются сплавами из висмута и теллура, они имеют разную плотность свободных электронов при одной и той же температуре. P - образные кости состоят из материалов с дефицитом электронов, в то время как N - образные кости состоят из материалов с избытком электронов. Когда ток (ампер) течет вверх и вниз по модулю, он пытается установить новый баланс в материале. В настоящее время считается, что материал типа P представляет собой тепловой переход, требующий охлаждения, в то время как материал типа N представляет собой холодный переход, требующий нагрева. Поскольку материал на самом деле находится при той же температуре, результат заключается в том, что горячие концы становятся более горячими, а холодные - более холодными. Направление тока определяет, охлаждается или нагревается конкретный чип. Короче говоря, полярность инверсии будет переключаться между горячей и холодной сторонами.

Провод модуля соединен с сварочным диском (медным) на термоконечном керамическом PCB. Если модуль герметичен, вы можете определить тепловой конец без питания. Поместите модуль на плоскую поверхность и используйте положительный провод, чтобы указать на вас. Обычно нижняя часть изоляционного слоя красной линии справа будет горячей стороной.

С постепенным углублением электронных технологий в различных областях применения высокая степень интеграции платы стала неизбежной тенденцией. Высокоинтегрированные модули инкапсуляции требуют хорошей системы охлаждения и переноса, в то время как керамические материалы обладают хорошими высокочастотными и электрическими свойствами, а также высокой теплопроводностью, химической стабильностью и тепловой стабильностью, которых нет в органической подложке, Это идеальный упаковочный материал для крупномасштабных интегральных схем и электрических электронных модулей нового поколения. В области мощного светодиодного освещения металлические и керамические материалы с хорошими теплоотводящими свойствами часто используются для подготовки основной платы схемы.

Однако в практическом использовании сами керамические схемы производят тепло после подключения к цепи. Долгосрочная работа при высоких температурах ускоряет старение схемы и может легко повредить интегральную схему.

Принцип работы PCB с керамическим охлаждением

Керамические холодильные пластины представляют собой охлаждающие устройства, состоящие из полупроводников, и с развитием современных полупроводников, то есть изобретением холодильников, керамические холодильные пластины имеют практическое применение.

Принцип его работы заключается в том, что источник постоянного тока обеспечивает энергию, необходимую для электронного потока. После подключения к источнику питания электронный отрицательный полюс начинает проходить через полупроводник P - типа, поглощая тепло, а затем достигает полупроводника N - типа, выделяя тепло. После прохождения модуля NP тепло передается с одной стороны на другую, создавая перепады температур, образуя холодные и тепловые концы.

Принцип работы PCB при нагревании керамики

Керамический нагрев преобразует электрическую энергию в тепловую с использованием электрических и тепловых свойств специальных материалов. Внутри керамического чипа есть специальный материал, называемый « терморезистор PTC» с положительным температурным коэффициентом. Этот материал может изменять размер сопротивления в зависимости от изменения температуры, что обеспечивает преобразование электрического нагрева. При прохождении тока через керамические пластины возникает тепловой эффект на материал, который создает тепло на поверхности керамических пластин и рассеивает его в окружающем воздухе. Этот тепловой эффект поддается контролю, и, регулируя размер и время тока, температура поверхности керамической пластины может достигать заданных значений и оставаться стабильной.

Кроме того, керамические пластины обладают отличной теплопроводностью и могут равномерно распределять тепло по всей поверхности, что обеспечивает равномерный нагрев, избегая горячих и холодных точек. Кроме того, керамические чипы имеют длительный срок службы, достигающий десятков тысяч часов или даже больше, и безопасны и надежны, не подвержены таким опасным ситуациям, как утечки.

Керамический охлаждающий нагрев ПХБ определяется направлением тока и переключается между теплом и холодом.