PCB熱設計的檢驗方法

(一)PCB熱設計的檢驗方法:熱電偶

　　熱電現(xiàn)象的實際應用當然是利用熱電偶測量溫度。電子能量與散射之間的復雜關(guān)系，使得不同金屬的熱電勢彼此不同。既然熱電偶是這樣一種器件，它的兩個電極之間的熱電勢之差是熱電偶熱端和冷端之間溫差的指示，如果所有金屬和合金的熱電勢不一樣，就不可能使用熱電偶來測量溫度了。這一電勢差稱為塞貝(Scebeek)效應。一對不同材料的導體A與B，其一個接點維持在溫度T1，兩個自由端維持在一個較低的溫度To。接點和自由端均位于溫度均勻的區(qū)域中，而兩根導體都經(jīng)受同樣的溫度梯度。為了能夠測量自由端A和B之間的熱電勢差，一對同樣材料的導體C，在溫度to處分別與導體A與B相連，接到溫度為T1的檢測器。十分明顯，塞貝克效應決不是連接點上的現(xiàn)象，而是與溫度梯度有關(guān)的現(xiàn)象。為了正確理解熱電偶的性能，這一點無論怎么強調(diào)也不過分。

　　熱電偶測溫的使用范圍非常廣泛，所遇到的問題也是多種多樣。因此，本章只能涉及熱電偶測溫的若干重要方面。熱電偶仍然是許多工業(yè)中溫度測量的主要手段之一，尤其是在煉鋼和石油化學工業(yè)中更是如此。但是，隨著電子學的進展，電阻溫度計在工業(yè)中的應用也越來越廣泛了，熱電偶已不再是惟一的最重要的工業(yè)溫度計了。

　　電阻溫度計和熱電偶相比(電阻測量和熱電勢測量相比)，其優(yōu)點在于兩種元件工作原理上的根本差別。電阻溫度計指示電阻元件所在區(qū)域的溫度，它與引線及沿著引線的溫度梯度無關(guān)。但是，熱電偶是通過測量冷端兩電極之間的電位差來測量冷端與熱端間的溫度差。對于一支理想的熱電偶，電位差只與兩端的溫度差有關(guān)。但是，對于一支實際熱電偶，在溫度梯度處電偶絲的某種不均勻性也會引起電位差的變化，這仍然是限制熱電偶準確度的一個因素。

　　七種國際采用的熱電偶，即所謂“標準化熱電偶”，列舉在表5-3中。表5-3中還列舉了每一電極的名義成分、每種合金的通用商品名稱以及熱電偶的字母代號。這些字母代號最初由美國儀器學會(InstrumentSocietyofAmerican)所引入，但是現(xiàn)在已為全世界所廣泛采用。這些字母代號可以作為各種類型。

　　(二)PCB熱設計的檢驗方法:溫升測試

　　對于熱設計，我們必須在后續(xù)的工作中來實際驗證，以確定各芯片的工作溫度都在正常范圍以內(nèi)。

　　一般都是選取發(fā)熱量比較大的芯片和元器件來測試它的最大負荷的工作溫度，也就是看長時間滿載時的工作溫度狀況。在測試前由設計人員確定發(fā)熱量大的芯片和元器件，另外對于芯片的最高溫度點同樣要求提供(最高溫度點可以用紅外線熱成相儀來確定，如圖5-4所示為一紅外線熱成相圖)。

　　溫度測量使用熱偶線，線長一般是選2m左右，把線頭的連接點放置于所要測量點的位置，并用膠帶固定(膠帶必須是耐高溫且高黏性的，以確保高溫不脫離和溫度測量數(shù)據(jù)的準確性)。同時，要注意線不能折，否則會影響測試精度。