Anong Kapasidad sa Pagpapalamig ang Kailangan ng Semiconductor Chiller para sa mga Kasangkapan sa Pagsusuri

Ano ang Kapasidad ng Pagpapalamig na Kailangan ng isang Semiconductor Chiller para sa mga Kasangkapan sa Pagsusuri?

Wala nang makatwirang iisang numero sa kW para sa isang semiconductor chiller na ginagamit kasama ang mga kasangkapan sa pagsusuri. Ang tamang kapasidad ng pagpapalamig ay nagmumula sa init na umaabot sa coolant loop habang isinasagawa ang aktwal na pagsubok, hindi lamang mula sa electrical nameplate ng tester. Mula sa pananaw ng integrasyon ng kagamitan, ang unang kapaki-pakinabang na tanong ay: ilang init ang dapat tanggalin ng loop sa kinakailangang supply temperature habang aktibo ang DUT, fixture, thermal head, at mga kondisyon ng kapaligiran?

Isang semiconductor chiller para sa isang ATE handler, probe station, burn-in fixture, o thermal-stream interface ay dapat pinipili batay sa parehong steady load at sa pinakamataas na kredibleng transient. Mahalaga ang pagkakaiba dahil maaaring tila komportable ang isang kasangkapan habang wala ito sa aktibong operasyon ngunit lumalampas sa magagamit na kapasidad ng pagpapalamig kapag nagsisimulang mag-switch ang isang high-power device, kapag tumataas ang temperatura ng chamber, o kapag nagbabago ang temperatura ng fixture.

Simulan sa Tunay na Thermal Duty ng Kasangkapan sa Pagsusuri

Ang thermal duty ng isang test setup ay karaniwang isang stack ng mga load. Ang device dissipation ay madalas ang pinakamalawak na termino, ngunit hindi ito ang tanging isa. Isang praktikal semiconductor chiller na sizing sheet ang naghihiwalay sa init na nabubuo sa DUT, init mula sa mga socket at interface electronics, thermal-head o platen losses, pump heat, at init na pumapasok mula sa mga hose, manifold, at paligid na silid.

• Steady-state DUT heat: ang average na init na inilalabas habang isinasagawa ang nakalaang test pattern.
• Fixture and interface heat: mga load board, socket hardware, contactor, power module, o isang thermal head na nagpapalitan ng init sa loop.
• Transient heat: mga pulse na dulot ng power cycling, mabilis na ramp, multisite testing, o paglipat mula sa isang device state papunta sa isa pa.
• Environmental heat gain: mga insulation losses, exposed metal, mahabang hose, at mainit na hangin sa paligid ng kagamitan.
• Hidraulikong overhead: mga epekto ng bomba sa init at pagbaba ng presyon na maaaring baguhin ang praktikal na punto ng operasyon.

May isang precision chiller , madali lang magsimula sa ipinapangako ng modelo na kapasidad. Mas ligtas ang kabaligtaran na paraan: tukuyin muna ang gawain, pagkatapos ay ihambing ang kapasidad sa kinakailangang temperatura ng lumalabas na likido, daloy, at kondisyon ng kapaligiran. Ang kapasidad sa isang banayad na punto ng rating sa katalogo ay maaaring hindi kumakatawan sa kapasidad sa mababang temperatura ng pagsusuri o sa ilalim ng ibang halo ng coolant.

Kalkulahin ang Cooling Load Mula sa mga Sukat ng Coolant

Kapag gumagana ang loop, ang pinakamaginhawang unang kalkulasyon ay gumagamit ng daloy ng coolant at ng nasukat na pagtaas ng temperatura sa buong kagamitan:

Cooling load, Q = m-dot × Cp × ΔT

Dito, ang m-dot ay ang daloy ng masa ng coolant, ang Cp ay ang tiyak na init ng coolant, at ang ΔT ay ang temperatura ng pagbabalik minus ang temperatura ng suplay. Ang resulta ay ang init na nailipat sa likido. Para sa tubig malapit sa temperatura ng silid, ang Cp ay karaniwang tinatayang 4.18 kJ/kg·°C para sa paunang kalkulasyon; ang isang halo ng glycol ay nangangailangan ng mga aktwal na katangian nito na nakabase sa konsentrasyon at temperatura. Ito ay isang pagsusuri lamang, hindi kapalit ng pagpapatunay sa buong kondisyon ng pagsusulit.

Halimbawa, ipagpalagay na ang isang loop ay gumagalaw ng 12 L/min ng tubig at ang temperatura ng pagbabalik nito ay 3°C na mas mainit kaysa sa temperatura ng suplay. Ang daloy ay humigit-kumulang 0.2 kg/s, kaya ang tinatayang karga ay 0.2 × 4.18 × 3 = 2.5 kW. Kung ang reading na iyon ay sumasalamin sa pinakamataas na panatag na estado ng pagsusulit, ang pagpili ng kapasidad ay dapat pa ring isaalang-alang ang katiyakan, mga pansamantalang tuktok, ang pagtagas ng init, at ang kapasidad ng chiller sa target na temperatura ng suplay. Hindi ito nangangahulugan nang awtomatiko na ang isang yunit na 2.5 kW ay angkop.

Ilapat ang margin nang hindi ito tinuturing na hula

Isang temperature control chiller kailangan ng reserve capacity, ngunit ang margin ay dapat tumugma sa kilalang kawalan ng katiyakan imbes na sa isang pangkalahatang porsyento. Kung ang init ng proseso ay maingat na sinusukat at ang duty cycle ay matatag, maaaring sapat na ang isang maliit na inhinyerong allowance. Kung ang mga power profile, mga temperatura sa pagsusuri, konsentrasyon ng coolant, o kondisyon ng silid ay hindi pa alam, ang mas malawak na allowance ay angkop hanggang sa maitala nang tumpak ang kasangkapan.

Imbis na humingi ng “dagdag na kapasidad,” tanungin kung ano ang protektado nito. Maaari itong sakop ang mas mainit na laboratoryo, isang hinaharap na multisite fixture, isang mas mahabang panahon ng mataas na kapangyarihan, isang napababang pagkawala sa hose, o pagbaba ng kapasidad sa mas mababang setpoint. Ang paraan na ito ay nagbibigay-daan sa inhenyerong nagsusuri, sa koponan ng pasilidad, at sa tagapagsama ng kagamitan na suriin ang talakayan tungkol sa kapasidad.

Suriin ang Apat na Kalagayan Bukod sa kW

1. Temperatura at katatagan ng suplay

Ang semiconductor chiller dapat magprodyus ng ninanais na kondisyon ng suplay sa kinakailangang karga, hindi lamang abutin ang nakatakda na setpoint nang may kaunting o walang karga. Ang mga kinakailangan sa katatagan ay dapat isasaad bilang bahagi ng pagsubok kasama ang lokasyon ng pagsukat, paraan ng sensor, at pinapayagang oras ng pagpapahinga. Ang matalas na numero sa labasan ng chiller ay maaaring hindi kapareho ng katatagan sa interface ng DUT.

2. Daloy at pagbaba ng presyon

Isang process chiller maaaring may sapat na kakayahan sa refrigeration ngunit maaaring maging hindi angkop na sistema kung ang daloy ay napakababa o kung ang bomba ay hindi kayang labanan ang pagbaba ng presyon mula sa fixture, hose, at filter. Kumuha ng kinakailangang saklaw ng daloy, pinapayagang presyon, mga paghihigpit sa landas ng coolant, at mga detalye ng koneksyon bago aprubahan ang anumang konpigurasyon.

3. Saglit na tugon

Ang mga karaniwang kagamitang pangsubok ay nagbabago ng kuryente nang mas mabilis kaysa sa kakayahan ng circuit ng refrigeration na tumugon. Ang dami ng buffer, lohika ng kontrol, dami ng loop, at thermal mass ay maaaring lahat makaapekto sa pagkakaiba ng temperatura. Para sa semiconductor chiller , gamitin ang isang representatibong high-power na pagkakasunud-sunod upang suriin ang overshoot, oras ng pagbawi, at ang trend ng temperatura ng return sa halip na umaasa lamang sa average na load.

4. Kakatian ng coolant at kontrol ng kondensasyon

Ang pagpili ng fluid ay nakaaapekto sa Cp, viscosity, demand ng pump, kontrol ng corrosion, at mga kalkulasyon ng capacity. Sa mababang supply na temperatura, ang insulation, vapor sealing, at dew-point management ay naging mga kinakailangan ng sistema. Ang isang precision chiller pagpili ay dapat kaya nang idokumento ang fluid, concentration, operating range, at responsibilidad sa kontrol ng kondensasyon.

Isang Praktikal na Workflow sa Pag-size para sa Semiconductor Test

1. Ilista ang bawat elemento na pinapalamig at tukuyin kung ang init nito ay steady, cyclic, o transient.
2. Itala ang target na supply na temperatura, ang payag na return na temperatura, ang kailangang daloy, ang uri ng coolant, at ang inaasahang kondisyon ng silid.
3. Sukatin o tantyahin ang Q mula sa daloy, mga katangian ng fluid, at supply-return na ΔT habang nasa representatibong estado ng pagsusuri.
4. Magdagdag ng isang ma-track na allowance para sa uncertainty at sa mga hinaharap na kondisyon ng operasyon.
5. Ihambing ang kinakailangang kapasidad sa semiconductor chiller pagganap sa aktwal na setpoint at kondisyon ng kapaligiran.
6. Suriin ang hidraulikong pagganap, katatagan ng temperatura sa interface, mga alarm, at pagbangon sa pamamagitan ng isang commissioning run.

Ang resulta ay dapat maging isang kailangan tulad ng “alisin ang kinumpirmang pinakamataas na thermal duty sa ipinahayag na supply temperature at daloy, kasama ang tinukoy na mga kriteya para sa katatagan at pagbangon,” imbes na isang simpleng kahilingan sa kapasidad. Ang ganitong pahayag ay tumutulong sa isang supplier na suriin ang isang temperature control chiller sa buong duty cycle.

Mga Katanungan na Dapat Lutasin Bago ang Pinal na Pagpili

• Ano ang pinakamataas na pangmatagalang DUT at init ng fixture sa panahon ng inilaang programa?
• Ano ang pinakamaikli ngunit pinakamalakas na transient at gaano kalaki ang payag na pagbabago ng temperatura?
• Saan sinusukat ang supply at return temperatures?
• Anong coolant, concentration, daloy, at mga limitasyon sa pressure-drop ang ginagamit?
• Nagdaragdag ba ang hinaharap na plano sa pagsusulit ng mga lokasyon, mga channel, o mas mababang temperatura ng operasyon?

Ang isang wastong sukat semiconductor chiller hindi lamang ang pinakamalaking yunit na magagamit. Ang labis na laki ay maaaring makapagpabigat sa pag-uugali ng kontrol at sa gastos sa operasyon, samantalang ang kulang sa laki ay maaaring magdulot ng pagbabago sa temperatura, mabagal na pagbalik, at pagkakatigil sa pagsusulit. Ang mas mainam na desisyon ay isang na-dokumentong thermal balance na napatunayan sa ilalim ng isang representatibong pagkakasunod-sunod ng pagsusulit, at pagkatapos ay i-match sa isang process chiller konfigurasyon na may kinakailangang kapasidad, daloy, pagganap ng kontrol, at mga pananggalang sa instalasyon.