Kapasiti Penyejukan Apakah yang Diperlukan oleh Pendingin Semikonduktor untuk Alat Ujian

Kapasiti Penyejukan Apakah yang Diperlukan oleh Penyejuk Semikonduktor untuk Alat Ujian?

Tiada nilai kW tunggal yang boleh dipertahankan secara logik bagi sebuah penyejuk semikonduktor yang digunakan bersama alat ujian. Kapasiti penyejukan yang sesuai ditentukan oleh haba yang mencapai gelung penyejuk semasa jujukan ujian sebenar, bukan hanya berdasarkan plat nama elektrik alat ujian itu sahaja. Dari sudut integrasi peralatan, soalan pertama yang berguna ialah: berapa banyak haba yang mesti dialihkan oleh gelung pada suhu bekalan yang diperlukan, sementara DUT, kelengkapan ujian, kepala terma, dan keadaan persekitaran semuanya beroperasi?

Apenyejuk semikonduktor untuk pengendali ATE, stesen prob, kelengkapan pembakaran (burn-in), atau antara muka aliran terma harus dipilih berdasarkan kedua-dua beban mantap dan tindak balas sementara (transient) tertinggi yang munasabah. Perbezaan ini penting kerana suatu alat mungkin kelihatan stabil semasa operasi tanpa beban, tetapi melebihi kapasiti penyejukan yang tersedia apabila peranti berkuasa tinggi mula beralih, bilik mengalami perubahan suhu (ramp), atau suhu kelengkapan berubah.

Mulakan dengan Tugas Terma Sebenar Alat Ujian

Tugas haba suatu susunan ujian biasanya merupakan tumpukan beban. Kehilangan haba peranti sering kali merupakan sebutan yang paling ketara, tetapi bukan satu-satunya. penyejuk semikonduktor lembaran penyesuaian saiz yang praktikal memisahkan haba yang dijanakan dalam DUT, haba daripada soket dan elektronik antaramuka, kehilangan haba daripada kepala termal atau platens, haba pam, dan kebocoran haba daripada hos, manifold, serta bilik sekitar.

• Haba mantap DUT: purata haba yang dibebaskan semasa corak ujian yang dirancang.
• Haba kelengkapan dan antaramuka: papan beban, perkakasan soket, penghubung, modul kuasa, atau kepala termal yang bertukar haba dengan gelung.
• Haba sementara: denyutan yang disebabkan oleh kitaran kuasa, peningkatan pantas, pengujian pelbagai tapak, atau peralihan daripada satu keadaan peranti ke keadaan lain.
• Pendapatan haba persekitaran: kehilangan penebatan, logam terdedah, hos panjang, dan udara panas di sekitar peralatan.
• Atas hidraulik: kesan haba pam dan penurunan tekanan yang boleh mengubah titik operasi praktikal.

Dengan penyejuk tepat , adalah menarik untuk memulakan dengan kapasiti iklan model tersebut. Urutan yang lebih selamat ialah sebaliknya: tentukan tugas terlebih dahulu, kemudian bandingkan kapasiti pada suhu cecair keluar, aliran, dan keadaan persekitaran yang diperlukan. Kapasiti pada titik penarafan katalog yang sederhana mungkin tidak mewakili kapasiti pada suhu ujian yang rendah atau di bawah campuran penyejuk yang berbeza.

Kira Beban Penyejukan Daripada Pengukuran Penyejuk

Apabila gelung beroperasi, pengiraan awal yang paling berguna menggunakan aliran penyejuk dan kenaikan suhu yang diukur merentasi alat:

Beban penyejukan, Q = m-dot × Cp × ΔT

Di sini, m-dot ialah aliran jisim penyejuk, Cp ialah haba tentu penyejuk, dan ΔT ialah suhu kembali tolak suhu bekalan. Hasilnya ialah haba yang dipindahkan kepada cecair. Untuk air berhampiran suhu bilik, Cp sering dianggarkan sebagai 4.18 kJ/kg·°C bagi pengiraan awal; campuran glikol memerlukan sifat sebenar yang bergantung kepada kepekatan dan suhu. Ini ialah pengiraan penapisan, bukan pengganti untuk mengesahkan keadaan ujian lengkap.

Sebagai contoh, andaikan satu gelung mengalirkan 12 L/min air dan suhu kembalinya 3°C lebih panas daripada suhu bekalannya. Kadar aliran kira-kira 0.2 kg/s, jadi beban anggaran ialah 0.2 × 4.18 × 3 = 2.5 kW. Jika bacaan itu mencerminkan keadaan ujian tertinggi yang bertahan lama, pemilihan kapasiti masih perlu mempertimbangkan ketidakpastian, puncak sementara, kebocoran haba, dan kapasiti pendingin pada suhu bekalan sasaran. Ia tidak secara automatik bermaksud unit 2.5 kW sesuai.

Gunakan margin tanpa menganggapnya sebagai tekaan

Apenyejuk kawalan suhu memerlukan kapasiti simpanan, tetapi margin tersebut harus sepadan dengan ketidakpastian yang diketahui, bukan peratusan universal. Jika haba proses diukur dengan baik dan kitaran tugas stabil, toleransi kejuruteraan sederhana mungkin sudah mencukupi. Jika profil kuasa, suhu uji, kepekatan cecair penyejukan, atau keadaan bilik masih tidak diketahui, toleransi yang lebih luas adalah munasabah sehingga alat tersebut dapat dicirikan.

Alih-alih meminta ‘kapasiti tambahan’, tanyakan apa yang dilindunginya. Ia mungkin melindungi terhadap makmal yang lebih panas, kelengkapan pelbagai tapak pada masa depan, tempoh tahan kuasa tinggi yang lebih lama, kehilangan hos yang terkurang anggarannya, atau penurunan kapasiti pada titik tetap yang lebih rendah. Pendekatan ini menjadikan perbincangan kapasiti boleh dikaji semula oleh jurutera uji, pasukan kemudahan, dan pengintegrasi peralatan.

Semak Empat Syarat Selain kW

1. Suhu bekalan dan kestabilan

Pasaran penyejuk semikonduktor mesti menghasilkan keadaan bekalan yang dikehendaki pada beban yang diperlukan, bukan sekadar mencapai titik tetap tersebut dengan beban yang rendah atau tiada beban. Keperluan kestabilan harus dinyatakan sebagai keperluan ujian bersama lokasi pengukuran, kaedah sensor, dan masa penyesuaian yang dibenarkan. Nilai ketat di saluran keluar penyejuk mungkin tidak sama dengan kestabilan di antara muka DUT.

2. Aliran dan jatuhan tekanan

Apenyejuk Proses boleh mempunyai kapasiti penyejukan yang mencukupi tetapi masih menjadi padanan sistem yang buruk jika aliran terlalu rendah atau pam tidak mampu mengatasi jatuhan tekanan pada kelengkapan, hos, dan penapis. Dapatkan julat aliran yang diperlukan, tekanan yang dibenarkan, had pada laluan penyejuk, dan butiran sambungan sebelum meluluskan suatu konfigurasi.

3. Respons sementara

Alat ujian biasanya mengubah kuasa lebih cepat daripada litar penyejukan mampu menanggapi. Isi padu penimbal, logik kawalan, isi padu gelung, dan jisim haba semuanya boleh mempengaruhi pelanggaran suhu. Untuk a penyejuk semikonduktor , gunakan jujukan kuasa tinggi yang mewakili untuk menilai lonjakan berlebihan, masa pemulihan, dan kecenderungan suhu kembali, bukan hanya bergantung pada beban purata.

4. Keserasian cecair penyejuk dan kawalan kondensasi

Pemilihan cecair mempengaruhi Cp, kelikatan, permintaan pam, kawalan kakisan, dan pengiraan kapasiti. Pada suhu bekalan rendah, penebatan, pengedap wap, dan pengurusan titik embun menjadi keperluan sistem. Satu penyejuk tepat pemilihan oleh itu harus mendokumenkan cecair, kepekatan, julat operasi, dan tanggungjawab kawalan kondensasi.

Alur Kerja Pensaizan Amali untuk Ujian Semikonduktor

1. Senaraikan setiap elemen yang disejukkan dan kenal pasti sama ada haba daripadanya adalah mantap, berkitar, atau sementara.
2. Catat suhu bekalan sasaran, suhu kembali yang dibenarkan, aliran yang diperlukan, jenis cecair penyejuk, dan keadaan bilik yang dijangka.
3. Ukur atau anggarkan Q daripada aliran, sifat cecair, dan ΔT bekalan-kembali semasa keadaan ujian yang mewakili.
4. Tambahkan ruang kesilapan yang boleh dilacak untuk ketidakpastian dan keadaan operasi masa depan.
5. Bandingkan kapasiti yang diperlukan dengan penyejuk semikonduktor prestasi pada titik tetap sebenar dan keadaan persekitaran.
6. Sahkan prestasi hidraulik, kestabilan suhu pada antara muka, amaran, dan pemulihan melalui ujian pengaktifan.

Keputusannya harus berupa keperluan seperti “buang beban haba puncak yang disahkan pada suhu bekalan dan aliran yang dinyatakan, dengan kriteria kestabilan dan pemulihan yang ditetapkan,” bukan sekadar permintaan kapasiti kosong. Perkataan tersebut membantu pembekal menilai suatu penyejuk kawalan suhu berdasarkan seluruh kitaran beban.

Soalan yang Perlu Diselesaikan Sebelum Pemilihan Akhir

• Apakah beban haba DUT dan kelengkapan maksimum yang berterusan semasa program yang dirancang?
• Apakah transien berkuasa tertinggi terpendek dan sejauh mana pelarasan suhu yang dibenarkan?
• Di manakah suhu bekalan dan suhu pulangan diukur?
• Apakah cecair penyejuk, kepekatan, kadar aliran, dan had jatuhan tekanan yang berlaku?
• Adakah pelan ujian masa depan menambah lokasi, saluran, atau suhu operasi yang lebih rendah?

Penapis yang ditentukan saiznya dengan betul penyejuk semikonduktor bukan sekadar unit terbesar yang tersedia. Saiz yang terlalu besar boleh menyusahkan kelakuan kawalan dan kos operasi, manakala saiz yang terlalu kecil boleh menyebabkan hanyut suhu, pemulihan perlahan, dan gangguan ujian. Keputusan yang lebih baik ialah keseimbangan haba yang didokumenkan, disahkan di bawah jujukan ujian yang mewakili, kemudian dipadankan dengan penyejuk Proses konfigurasi yang mempunyai kapasiti, aliran, prestasi kawalan, dan langkah keselamatan pemasangan yang diperlukan.