В термоциклере ПЦР нагрев и охлаждение один раз — не самая сложная задача. Настоящая проверка — это многократное повторение температурного профиля без превращения конструкции ТЭМ в узкое место с точки зрения надёжности.
Обычная ТЭМ состоит из керамических подложек, медных проводников, термоэлектрических элементов p- и n-типа и паяных соединений. Эти материалы расширяются и сжимаются не совсем одинаково. При быстром термоциклировании несоответствие вызывает многократные термомеханические напряжения внутри модуля.
Повреждение может проявиться не сразу в виде обрыва цепи. Оно может начаться с дрейфа сопротивления, усталости интерфейсов, локальных трещин или расслоения, а затем постепенно сказаться на воспроизводимости температуры и сроке службы.
Что меняется при применении нашей гибкой клеевой структуры ТЭМ?
Термин «гибкая клеевая структура ТЭМ» не означает, что вся ТЭМ просто склеена или что гибкий клеевой слой заменяет все электрические и паяные соединения.
В нашей серии TCR между медным проводником и керамической подложкой используется гибкий клеевой слой. Такой податливый интерфейс допускает небольшое относительное перемещение и способствует снижению части напряжений, возникающих при многократном расширении и сжатии.
Наличие гибкого клеевого слоя само по себе не приводит к автоматическому ускорению каждого температурного цикла. Скорость изменения температуры по-прежнему зависит от образца, тепловой массы, сопротивления контакта, рабочей точки ТЭМ, охлаждения «горячей» стороны и стратегии управления. Его цель — повысить пригодность конструкции ТЭМ для многократного термического циклирования.
Почему процесс склеивания по-прежнему требует контроля
Более мягкий или более толстый слой не является автоматически лучшим решением. Неконтролируемая толщина клеевого слоя может увеличить тепловое сопротивление или вызвать геометрические отклонения. Надёжность достигается за счёт сочетания выбора материала, контроля процесса и полного проектного решения ТЭМ.
В наших текущих документах по материалам P&N указан один типовой результат валидации, в ходе которой испытанные образцы выдержали 100 000 циклов в диапазоне температур от 50 до 95 °C. Этот результат относится исключительно к соответствующим образцам и условиям испытаний; он не является универсальной гарантией срока службы для всех моделей ТКР или систем ПКР.
Наши текущие варианты ТКР включают:
Правильный выбор по-прежнему зависит от требуемого температурного профиля, тепловой нагрузки, площади контакта, температуры горячей стороны, скорости изменения температуры, условий крепления, предельных значений тока и напряжения, а также ожидаемого числа циклов.
Для проекта с термоциклированием что вызывает у вас больше всего озабоченности при проектировании: скорость изменения температуры, однородность температуры или долгосрочная надёжность термоэлектрического охладителя (TEC)?
EN