Tankofilmski termoparovi: Mjerenje površinske temperature u istraživanju i razvoju i elektronici

Mjerenje površinske temperature u istraživanju i razvoju i proizvodnji elektronike često nailazi na usko grlo-tradicionalni senzori ili ne uklope male komponente, ometaju normalan rad ili isporučuju netačne podatke zbog lošeg kontakta s površinom. Mnogi projekti kasne ili daju nepouzdane rezultate zbog odabira pogrešnog rješenja za{2}}osjećanje temperature, posebno kada se radi o mikročipovima, pločicama ili preciznim elektronskim uređajima. Ovo je mjesto gdje se tank{4}}termoparovi sa tankim filmom ističu kao{5}}izmjena igre za ciljano praćenje temperature površine.

Termoparovi, općenito, rade na osnovu Seebeck efekta-kada su dva različita provodljiva materijala spojena u dvije tačke (spojnice), temperaturna razlika između ovih spojeva stvara mjerljivi napon. Ključna razlika između tankoslojnih{2}}termoparova i konvencionalnih žičanih termoparova leži u njihovoj strukturi i opsegu primjene. Konvencionalni žičani termoelementi su glomazni, zahtijevaju fizičko pričvršćivanje ljepilom ili stezanjem i mogu promijeniti temperaturu površine koju namjeravaju mjeriti zbog svoje mase. Na osnovu iskustva, takvi senzori su jedva prikladni za mikroelektronske komponente gdje je prostor izuzetno ograničen i integritet površine mora biti održan.

Za razliku od toga, tankoslojni{0}}termoparovi se proizvode direktno na površinu cilja pomoću tehnika taloženja kao što su raspršivanje ili isparavanje. Njihova debljina je obično u rasponu od nanometara do mikrometara, što ih čini gotovo nenametljivim. Ovaj dizajn osigurava minimalne smetnje u termičkom profilu površine i omogućava mjerenje lokaliziranih temperaturnih varijacija-nešto što konvencionalni termoparovi teško mogu postići. Zapravo, tankoslojni-termoparovi također nude brže vrijeme odziva (milisekunde u poređenju sa sekundama za tipove žica), što je kritično za hvatanje prolaznih temperaturnih skokova u elektronskim uređajima tokom rada.

Prilikom odabira i korištenja tankoslojnih{0}}termoparova, nekoliko praktičnih razmatranja pomaže u izbjegavanju uobičajenih zamki. Kompatibilnost materijala je najvažnija-različiti parovi materijala (kao što je hromel-alumel ili platina-rodijum) odgovaraju različitim temperaturnim rasponima i okruženjima. Za elektronske aplikacije, gdje se temperature obično kreću od -50 stepeni do 300 stepeni, hromel-alumel tankoslojni-termoparovi su široko preferirani zbog svoje stabilnosti i isplativosti{12}}. Izbjegavajte nepotrebno odabiranje parova materijala na visokim temperaturama, jer oni često dolaze s većim troškovima i možda neće dobro prianjati na površine elektroničkih komponenti.

Priprema površine je još jedan faktor koji se lako previdi. Ciljna površina mora biti čista, glatka i bez zagađivača kako bi se osiguralo pravilno prianjanje tankog filma. Ostaci poput ulja, prašine ili slojeva oksida mogu oslabiti vezu filma, što dovodi do pomaka mjerenja ili kvara senzora tokom vremena. Kalibracija je također neophodna-čak i visoko-kvalitetni-termoparovi sa tankim filmom zahtijevaju periodičnu kalibraciju prema referentnom standardu, posebno nakon dugotrajne-korisnice u teškim okruženjima kao što su visoka-vlaga ili visoke-postavke za visoke vibracije