Тепловизоры для проверки термоэлектрических охладителей
ТЭО (термоэлектрический охладитель) – это система охлаждения полупроводников, которая, в основном контролирует направление теплового потока через постоянный ток, чтобы с холодной части происходило поглощение тепла, а с горячей выделение. При подаче питания разница температур между холодной и горячей частью модуля ТЭО обеспечивает охлаждение или нагрев. Находит широкое применение в таких областях, как охлаждение электронного оборудования и контроль температуры медицинских приборов.
Будучи высокоточным силовым модулем, ТЭО может столкнуться с различными типами отказов на этапах НИОКР, производства, испытаний, окончательной диагностики на наличие неполадок и после продажного ремонта, среди которых можно выделить:
- Дефекты пайки: при контроле качества производственной линии модули ТЭО должны проверяться на наличие таких дефектов, как некачественная пайка, плохие паяные соединения электродов, трещины в пайке, трещины полупроводникового материала и повреждение керамической подложки.
- Дефекты характеристик рассеивания тепла: на этапах НИОКР и испытаний производительности необходимо оптимизировать конструкцию ТЭО, например, определить, является ли расположение электродов и путь рассеивания тепла нормальным.
- Проблемы при сборке: например, плохой контакт с радиатором/охлаждающей пластиной, неравномерное распределение силиконовой термопасты и другие проблемы, которые приводят к увеличению теплового сопротивления в отдельных зонах.
- Испытания на надежность работы: например, испытания для определения корректности работы при циклическом изменении высоких и низких температур, а также на надежность при необходимости долгосрочной термоустойчивости.
Таким образом, модули ТЭО крайне подвержены сбоям. Типов дефектов довольно много. Как можно точно выявить тип дефекта в процессе производства, помимо тех, что видны невооруженным глазом?
Дефекты ТЭО обычно обнаруживаются с помощью инфракрасных тепловизоров. На автоматизированных производственных линиях инфракрасные тепловизоры могут измерять температуру каждого ТЭО после подачи питания. Они могут одновременно контролировать распределение температуры всего модуля ТЭО, включая электроды, керамическую подложку и паяные соединения, обеспечивая обнаружение скрытых дефектов. Для быстрого обнаружения дефектов создаются тепловизионные изображения в режиме реального времени. Кроме того, в сочетании с программным обеспечением алгоритма измерения температуры тепловизора можно провести оценку максимальной температуры, разности температур и тепловой градиент ТЭО-модуля.
В процессе производства или проверки ТЭО инфракрасные тепловизоры могут быть установлены на автоматизированных производственных линиях для захвата всей температурной зоны ТЭО, автоматического выявления дефектов сварки и точек перегрева, а также отбраковки продукции в режиме реального времени. Макротепловизоры особенно полезны для небольших компонентов, позволяя точно обнаруживать дефекты сварки на микронном уровне.
Измерение с помощью тепловизора позволяет определять местонахождение тепловых дефектов. Псевдоцветные тепловизионные изображения напрямую отображают зоны с отклонениями, что упрощает отслеживание местоположения дефектов.