PCB의 열 EMF (제벡 효과)


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열악한 PCB 제조 공정 / 조립 및 사용 된 솔더 유형으로 인해 열 EMF (PCB에서 참조) 문제가 발생할 수 있습니까? 사용 된 재료의 유형에 영향을 받습니까? 예를 들어, 도금 품질, 비아, 금, 주석, 구리 등과 같은 다른 금속의 사용?

답변:


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Seebeck 효과는 항상 존재하며 PCB 제조 공정의 품질과 관련이 없습니다. 구리는 구리이며 특정 제벡 효과를 나타냅니다.

매우 민감한 저수준 아날로그 회로 가 없으면 일반적인 회로 보드에서 Seebeck 효과를 무시할 수 있습니다.

먼저, 제벡 효과로 인해 전압 오프셋이 발생하기 위해서는 열 구배가 있어야합니다. 동일한 온대 온도에서 전체 PCB는 온도에 관계없이 오프셋을 발생시키지 않습니다.

둘째, 보드 전체에 열 구배가 있어도 오프셋은 구리 트레이스 루프에서 0입니다. 다른 온도로의 기울기를 따라 발생하는 오프셋 전압은 시작 온도로 되돌아 오는 역 기울기로 오프셋됩니다.

셋째, 제벡 효과로 인한 오프셋 전압이 작습니다. 구리는 약 6.5µV / ° C를 생성합니다. 보드의 한쪽이 다른 쪽보다 50 ° C 더 뜨겁더라도 325µV 오프셋 만 발생합니다. 다시 말하지만, 루프에서 취소되기 때문에 원하는 경우에도 일반적으로 감지 할 수 없습니다.

열전대는 서로 다른 두 가지 재료를 사용하여 Seebeck 효과를 이용합니다. 전압은 온도가 인 방에서 전자에 볼 오프셋 차이 의 온도 차이를 가로 지르는 두 개의 재료에 의해 발생 사이.

회로 기판에서 Seebeck 효과를 고려하는 가장 일반적인 이유는 열전대 수신기를 설계 할 때입니다. 열전대는 절대 온도가 아닌 온도의 차이를 측정하기 때문에 열전대 와이어가 보드의 구리 트레이스에 연결된 접합부의 온도를 알아야합니다. 이 두 접점도 같은 온도에 있어야합니다.

고 정확도 열전대 수신기 회로에서, 이것은 일반적으로 두 개의 정션을 물리적으로 가깝게 유지하고 구리 바를 클램핑하여 수행됩니다. 구리는 접합부와 전기적으로 절연되어 있지만 가능한 한 열적으로 연결되어 있습니다. 구리는 우수한 열 전도체이기 때문에 두 접점은 서로 온도가 비슷하고 기준 온도로 사용되는 보드의 절대 온도 센서에 매우 가깝습니다.


공통 접합에서 Seebeck 효과를 나타내려면 두 개의 다른 금속 이 필요합니다 . 훨씬 작은 Thomson 효과는 단일 금속 에서 작동합니다 . 참조 en.wikipedia.org/wiki/Thermoelectric_effect#Seebeck_effect
hyportnex

@ hyp : Seebeck 효과가 서로 상쇄되지 않도록 두 가지 다른 재료가 필요하므로 동일한 온도의 순 전압을 가질 수 있습니다. 접점은 단지 두 도체를 연결합니다. 제벡 효과는 대량의 재료 내에서 발생합니다. 접점의 속성이 아닙니다.
Olin Lathrop

다른 재료의 접합없이 제벡 효과를 시연 할 수 있습니까? 난 그렇게 생각하지 않아.
hyportnex

@ hyp : 실제로 전자 빔 편향과 같은 방법이 있습니다. 그러나 두 가지 다른 재료를 사용한다고해서 그 효과가 정션에 있다는 것을 증명하지는 않습니다.
Olin Lathrop

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예, 계측 등급 계측기를 만들 때 문제가 될 수 있습니다.

일반적으로 열 EMF가 실제로 중요 할 수있는 7 자리 전압계를 설계 할 때 Keithly 및 Keysight와 같은 사람들이이 문제에 대해 고민하고 있습니다.

다른 재미있는 일들은 발진기가 주파수를 바꾸게하는 열에 의한 스트레스와 축전기가 전하를 획득하게 할 수 있으며, 그 공간에서 놀 때 걱정해야 할 많은 재미있는 일입니다.

종종 슬롯이있는 PCB가 누설을 제한하기 위해 잘라내는 것을 보았을 것입니다 (아마 저렴한 보드의 경우 더 큰 문제 일 것입니다).

요즘 카드뮴 기반 솔더는 구리와의 낮은 열 emf 연결에 사용되었지만 ROHS는 이전보다 더 어렵게 만들었습니다 ....

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