צמדים תרמיים של סרט דק{{0}: מדידת טמפרטורת פני השטח במחקר ופיתוח ואלקטרוניקה

מדידת טמפרטורת פני השטח במו"פ ובייצור אלקטרוניקה פוגעת לעתים קרובות בצוואר בקבוק-חיישנים מסורתיים אינם מצליחים להתאים רכיבים זעירים, משבשים את הפעולה הרגילה או מספקים נתונים לא מדויקים עקב מגע לקוי משטח. פרויקטים רבים מתעכבים או מייצרים תוצאות לא מהימנות בגלל בחירת פתרון חישת טמפרטורה-שגוי, במיוחד כאשר עוסקים במיקרו-שבבים, לוחות מעגלים או מכשירים אלקטרוניים מדויקים. זה המקום שבו צמדים תרמיים של סרט דק-בולטים כמחליף משחק- לניטור ממוקד של טמפרטורת פני השטח.

צמדים תרמיים, באופן כללי, עובדים על סמך אפקט Seebeck-כאשר שני חומרים מוליכים שונים מחוברים בשתי נקודות (צמתים), הפרש טמפרטורה בין הצמתים הללו יוצר מתח מדיד. ההבדל העיקרי בין צמדים תרמיים של סרט דק- לבין צמדים תרמיים תיל רגילים טמון במבנה ובהיקף היישום שלהם. צמדי תרמיים קונבנציונליים הם מגושמים, דורשים הצמדה פיזית עם דבקים או הידוק, ועשויים לשנות את טמפרטורת פני השטח שהם מתכוונים למדוד עקב המסה שלהם. בהתבסס על ניסיון, חיישנים כאלה בקושי מתאימים לרכיבים מיקרואלקטרוניים שבהם המקום מוגבל ביותר ויש לשמור על שלמות פני השטח.

לעומת זאת, צמדים תרמיים של סרט דק- מיוצרים ישירות על פני היעד באמצעות טכניקות שיקוע כמו קישוט או אידוי. העובי שלהם הוא בדרך כלל בטווח של ננומטר עד מיקרומטר, מה שהופך אותם כמעט לא פולשניים. עיצוב זה מבטיח הפרעה מינימלית לפרופיל התרמי של המשטח ומאפשר מדידה של וריאציות טמפרטורה מקומיות-משהו שצמדים תרמיים קונבנציונליים בקושי יכולים להשיג. למעשה, צמדים תרמיים של סרט דק- מציעים גם זמני תגובה מהירים יותר (מילישניות בהשוואה לשניות עבור סוגי חוטים), קריטיים ללכידת עליות טמפרטורה חולפות במכשירים אלקטרוניים במהלך הפעולה.

בעת בחירה ושימוש בצמדים תרמיים של סרט דק-, מספר שיקולים מעשיים עוזרים להימנע ממלכודות נפוצות. תאימות חומרים חשובה ביותר- זוגות חומרים שונים (כגון כרומל-אלומל או פלטינה-רודיום) המתאימים לטווחי טמפרטורות וסביבות שונות. עבור יישומי אלקטרוניקה, שבהם הטמפרטורות נעות בדרך כלל בין -50 מעלות ל-300 מעלות, צמדים תרמיים מסוג chromel-alumel דק-מועדפים באופן נרחב בשל יציבותם ויעילותם-. הימנע מבחירת זוגות חומרים בטמפרטורה גבוהה שלא לצורך, מכיוון שלעתים קרובות הם מגיעים עם עלויות גבוהות יותר ועשויים לא להיצמד היטב למשטחי רכיבים אלקטרוניים.

הכנת פני השטח היא גורם נוסף שניתן להתעלם ממנו בקלות. משטח המטרה חייב להיות נקי, חלק ונקי ממזהמים כדי להבטיח הידבקות נכונה של הסרט הדק. שאריות כמו שמן, אבק או שכבות תחמוצת עלולות להחליש את הקשר של הסרט, מה שמוביל לסחף מדידה או לכשל בחיישן לאורך זמן. כיול חיוני גם-אפילו צמדים תרמיים של סרט דק-איכותי-גבוהה דורשים כיול תקופתי כנגד תקן ייחוס, במיוחד לאחר שימוש-לטווח ארוך בסביבות קשות כמו-לחות גבוהה או הגדרות רטט- גבוהות