快速地看一下與導線中的應力有關的方程，以及在可靠性計算中使用的加速系數(shù)，將顯示為什么溫度在電子設備中起著如此重要的作用。1。 　　方程1 　　(1) 　　哪里, 　　=彈性模量 　　線鍵特征長度 　　變形截面的長寬比 　　非變形線半徑 　　T =溫度 　　金屬絲連接處的應力 　　l應力集中 　　加速度因子， 　　方程2 　　(2) 　　哪里, 　　溫度加速因子 　　能 　　KB = Boltzman常數(shù) 　　e=反應動力學(0.7) 　　溫度(k) 　　方程1和2清楚地表明了溫度在電子元件操作中的線性或指數(shù)關系。在當今的熱設計中，仿真工具了的應用。然而，由于電子封裝的復雜性和所用材料的復合性，模擬數(shù)據(jù)驗證。本文介紹了不同傳感器及其在電子熱管理中的應用領域。 　　表1顯示了用于溫度測量的六個主要傳感器： 傳感器或 溫度參數(shù) 接觸法 評論 電阻 恒流電阻或電壓 直接接觸 通常用熱電偶校準 熱電偶 開路電壓 直接接觸 作為“點”傳感器有用 二極管或晶體管 通常具有恒定正向偏置電流的電壓 直接接觸 通常用來測量有源器件或集成電路的溫度 紅外輻射 電 接觸線或光接觸線 繪制溫度圖或圖像。不是嚴格定量的，除非在圖像點上都知道樣品的發(fā)射率。 熒光電壓直接接觸（接近） 近似點探測器；接觸電阻問題 液晶 顏色 直接接觸Direct Contact 產生溫度圖；半定量的，除非進行詳細的校準來量化顏色與溫度的關系 　表1：標準溫度傳感器。2。 　　1阻溫度計 　　使用這些傳感器，傳感元件的電阻隨溫度而變化。該傳感器有兩種主要形式：熱敏電阻(輕摻雜半導體)和金屬電阻。方程3和4分別代表這兩個傳感器的電阻和溫度之間的關系： 　　方程3 　　(3) 　　方程4 　　(4) 　　哪里, 　　C1和C2 =常數(shù) 　　KB = Boltzman常數(shù) 　　R0 =阻力在參考溫度 　　r(t)=溫度T的電阻 　　參考溫度 　　圖1顯示了一個表面安裝的RTD(電阻溫度檢測器)，可以安裝在表面上進行溫度測量。 　　表面貼裝RTD圖像 　　圖1：表面安裝RTD(由凱利訊半導體公司提供)。 　　在使用這些類型的傳感器時，考慮以下問題： 　　傳感器(電阻器)與試驗樣品密切接觸-焊料或小心環(huán)氧建議。 　　傳感器放在恒溫區(qū)-恒溫傳感器上。 　　電阻功耗(如果在電壓模式盡量減少不影響問題。 　　該傳感器可直接嵌入在模具上，適合于部分水平測量。 　　2 - Thermocouples(TC) 　　這些傳感器在現(xiàn)場是設備。的靈和的可用性使它們可以用于各種溫度測量。TCS的工作原理是將兩個不同元素或合金的導線連接起來，從而產生溫度的電壓。方程5為TCS提供了控制原理： 　　方程5 　　(5) 　　哪里, 　　由熱電偶產生的電壓 　　AA，線A和B B = Seebeck系數(shù) 　　T =溫度 　　表2顯示了一些用于電子熱測量的典型TC類型。 型 材料 材料B V輸出（μV） 諾姆。誤差極限?！纎C 評論 B 鉑- 30銠 鉑- 銠 1 0 不低于50oC；非常高的溫度的測量 E 鎳鉻合金 銅鎳合金 62 1.7 適合低溫測量 J 鐵 不同的銅鎳合金 51 2.2 鐵腿除雜質的Seebeck系數(shù)的變化 K 鎳鋁合金（鋁） 鎳鋁合金(鎳鋁鎳) 40 2.2 非常流行的電子實驗 R 鉑銠-13 鉑 7 5 非常穩(wěn)定的 S 鉑銠-10 鉑 7 5 T 銅 白銅合金 40 1 銅腿可以在表面溫度測量中創(chuàng)造一個傳導路徑(fin) 表2：熱電偶類型及其各自的電壓輸出。2。 　　在上面所示的TC類型中，E、j、k和t是的。市場上的許多熱電偶儀表可以互換使用這些傳感器。這是因為這些TCS的電壓輸出在同一范圍內，因此，內部電子學可以被設計來容納它們中的每一個。 　　每個傳感器類型都有一些獨特的特性，這是你需要知道的。例如: 　　E型-雖然準確，有一個有限的范圍 　　J型-不應該被用在潮濕的環(huán)境下，由于TC的鐵成分會氧化，導致錯誤的輸出 　　K型-雖然被使用，輸出電壓可以產生負面影響，如果鋼絲扭結 　　t型可以是一種的傳熱介質，因為它的銅成分，既可以是翅片也可以是導體。 　　同樣重要的是要注意，熱電偶測量的溫度，在這兩個電線連接點。結越小，溫度讀數(shù)越。一個大的TC結將使溫度在其整個區(qū)域內平均化。如圖2所示，多個連接將具有相同的影響。 　　在圖2中，由于在點焊兩端(在右側的TC)之前扭轉導線而產生的多結，產生了一個更大的結。無論是測量表面溫度還是流體溫度，這個TC報告的數(shù)字都會報告平均溫度超過2-3毫米的結長。 　　熱電偶誤差可以歸結為以下幾個方面： 　　可憐的接線連接 　　電偶作用 　　熱分流 　　電噪聲 　　測試儀安裝問題 　　單結和多結熱電偶傳感器的圖像 　　圖2：單結和多結熱電偶傳感器。3。 　　在上面列出的錯誤中，電噪聲是的問題，尤其是在的高頻設備中。TC可以用在一個四線格式解決電子噪聲，可能會影響報告的溫度。采用4線熱電偶，如圖3所示，我們可以測量溫度和電噪聲。 　　讓我們考慮一個由鐵康銅熱電偶J型。四根導線都點焊在一起形成TC結。溫度可在任何的鐵-康銅組合讀，和電子噪聲可以在兩個鐵桿讀兩constantans。因為兩相似金屬無法創(chuàng)建塞貝克效應(熱差轉換電壓)，無論是在這些導線測量信號在測量領域中的電子噪聲。 　　四線熱電偶系統(tǒng)的圖像 　　圖3：用于測量電子噪聲和溫度的四線熱電偶系統(tǒng)。 　　測量表面溫度始終是一個具有挑戰(zhàn)性的過程。下面的步驟將有助于提高這種測量的準確性： 　　保持安裝尺寸盡可能小。 　　為了減少傳導誤差，將熱電偶導線從接合處取出，沿著至少20絲直徑的等溫線。 　　將測量結定位在盡可能靠近表面的位置。 　　為了避免對流或輻射換熱的變化，設計安裝，使其對流體流動的擾動或表面發(fā)射率的變化。 　　減小測量結和表面之間的熱阻，使其盡可能低。 　　3 - Diode或晶體管 　　二極管和晶體管是電氣性能與溫度有關的部件。二極管用于溫度測量，無論是作為功能器件中的嵌入式傳感器，還是作為熱測試芯片。圖4顯示了這種設備級模擬的熱測試芯片。 　　器件級仿真中熱測試芯片的圖像 　　圖4：器件級模擬的熱測試芯片。 　　下面描述了半導體材料用于溫度測量的一般考慮： 　　每個半導體器件至少有一個電參數(shù)，這是溫度的函數(shù)。 　　熱測試芯片利用半導體器件的熱敏參數(shù)測量芯片結溫 　　通常使用單獨的加熱元件和傳感元件來避免電氣開關的需要。 　　傳感裝置的熱校準是必要的。 　　熱測試芯片是在實際封裝結構中測量芯片結溫的手段。 　　材料的使用取決于預期包裝應用的可用性/適用性。 　　4紅外熱像圖 　　紅外熱成像是根據(jù)受熱面發(fā)出的紅外波來進行的。紅外系統(tǒng)捕捉海浪，并根據(jù)內部校準，將它們轉換成溫度。 　　以下是紅外測量所的： 　　紅外成像系統(tǒng)的市場提供了一個的范圍，但值得系統(tǒng)始于約為30-70k。紅外顯微鏡(下降到5毫米，只有下限的紅外波長)，系統(tǒng)開始在$ 18萬 　　信號處理設備 　　輻射率的知識-如果測試樣品涂有已知的發(fā)射率材料。 　　校準 　　圖5a和5b顯示典型的散熱表面的紅外圖像。 　　電路板在強迫和自然對流中的紅外圖像 　　圖5a和5b：在電路板上的紅外圖像(一)強迫和自然對流3(B)。 　　在使用紅外機進行溫度測量時，以下幾點值得注意： 　　應用精度是發(fā)射率的函數(shù)。 　　在風速、溫度和氣流分布情況下，測量情況與實際環(huán)境相一致。 　　紅外相機對反射輻射很。 　　二氧化碳和水蒸氣吸著的，并可能產生重大的誤差。 　　在電子應用，表面通常有不同的發(fā)射率。因此，在測量已知發(fā)射率(黑色顏料或粉末)之前，使發(fā)射率均勻。 　　在大多數(shù)紅外設備中，溫度讀數(shù)是一個區(qū)域的平均值。因此，溫度峰作為積分的結果可能被忽略。為了解決這種情況，使用更好的紅外光學系統(tǒng)來減少集成發(fā)生的區(qū)域。 　　5 -光學探針 　　光學傳感器是一種發(fā)光器件，它用源輻射照射測試體，可以檢測反射輻射或模擬輻射，如熒光。雖然不是使用，光學探針用于在模具或組件級。圖6顯示了一個這樣的探針。 　　用于表面溫度測量的光學圖像 　　圖6：用于表面溫度測量的光學探針——探針既可以接觸表面，也可以從熒光處理的表面捕捉反射光。 　　6液晶熱成像 　　LC熱成像是基于從液晶材料處理的表面反射出來的可見光。該系統(tǒng)捕獲反射波長，并根據(jù)內部校準，將它們轉換成溫度。液晶(LC)是膽甾相材料。當應用于受熱面調整和反映他們在不同波長的光。反射光顯示彩虹中的標準顏色。圖7顯示了LCS在集成電路上的應用。 　　應用于ic的液晶彩色顯示圖像 　　圖7：液晶顯示器在集成電路上的應用。藍色顯示電熱的點，黑色顯示溫度在晶體材料的范圍之外。3。 　　以下是液晶材料的特點： 　　液晶是一種化合物，可以像液體一樣傾倒，但能像晶體一樣反射光線。 　　LC光學特性的變化可以由外部施加的磁場(例如電、磁和熱)產生。 　　膽甾相液晶在其溫度范圍內加熱時，逐漸顯示出可見光譜的顏色。 　　可以通過選擇和混合適當?shù)囊壕砜刂剖录囟确秶膶挾群臀恢谩?　　液晶是市售的活動溫度范圍從低于0oC至160 Co，跨度范圍從1到50oC 　　如圖8所示的LC熱成像系統(tǒng)可以提供非常的溫度映射系統(tǒng)。 　　對thermview?系統(tǒng)圖像 　　圖8：宏觀和微觀的thermview?系統(tǒng)(到1μm)表面的溫度測量。4 　　圖9顯示了模具級LC熱成像的典型結果。 　　溫度分布在存儲器芯片上的圖象 　　圖9：在一個內存芯片溫度分布(5 x 5 mm)在tambient = 25oC、顯示用液晶熱像圖。3 　　與溫度測量系統(tǒng)一樣，液晶熱像儀具有明顯的優(yōu)點和缺點。液晶熱成像的一個優(yōu)點是它不依賴于表面發(fā)射率。，在微米和亞微米水平，雖然不是一個簡單的任務，液晶熱圖允許更容易、成本更低的溫度測量，同時使1μm或更小的空間分辨率。LC熱成像的一個缺點是它不是像IR那樣的拾取和測量系統(tǒng)。為了執(zhí)行測量，將校準的液晶材料應用到表面上。然而，這與紅外系統(tǒng)相似，因為如果測量的表有多發(fā)射率(例如，模具或pcb)，則需要使表面發(fā)射率均勻。 上海盛霞光電科技有限公司做為一家的儀器儀表供應商，自身在德國漢諾威設有采購，針對進口備品特別是歐美產品有著獨到的理解和優(yōu)勢，經過幾年的技術及人員累積，目前上海盛霞光電科技有限公司可以針對產品提供完善的備件，針對產品系列問題可以提供一條龍服務，大大縮短了客戶維修等待的時間，歡迎廣大用戶前來咨詢交流。咨詢電話：021-321900