Un processus / assemblage de fabrication de PCB médiocre et le type de soudure utilisé peuvent-ils causer un problème d'EMF thermique (seebeck sur PCB)? Est-il affecté par le type de matériau utilisé? Par exemple, la qualité du placage, des vias, l'utilisation de différents métaux tels que l'or, l'étain, le cuivre, etc.?
Réponses:
L'effet Seebeck est toujours là et n'a rien à voir avec la qualité du processus de fabrication des PCB. Le cuivre est du cuivre et présente un certain effet Seebeck.
Sauf si vous disposez d'un circuit analogique de bas niveau très sensible, l'effet Seebeck peut être ignoré sur une carte de circuit imprimé normale.
Premièrement, pour qu'il y ait un décalage de tension dû à l'effet Seebeck, il doit y avoir un gradient thermique. Le PCB entier à la même température ne provoquera aucun décalage, quelle que soit la température.
Deuxièmement, même avec des gradients thermiques à travers la carte, le décalage est de 0 sur toute boucle de traces de cuivre. Quelle que soit la tension de décalage causée le long du gradient à une température de sortie différente, elle est compensée par le gradient inverse qui revient à la température de départ.
Troisièmement, les tensions de décalage dues à l'effet Seebeck sont faibles. Le cuivre génère environ 6,5 µV / ° C. Même si un côté d'une carte est 50 ° C plus chaud que l'autre, cela ne provoque qu'un décalage de 325 µV. Et encore une fois, vous ne pouvez généralement pas sentir cela même si vous le vouliez, car cela s'annule en boucle.
Les thermocouples exploitent l'effet Seebeck en utilisant deux matériaux différents à l'extérieur et à l'arrière. Le décalage de tension observé à l'électronique à température ambiante est la différence entre celle générée par les deux matériaux à travers la différence de température.
La raison la plus courante de considérer l'effet Seebeck sur une carte de circuit imprimé est lors de la conception de récepteurs à thermocouple. Puisqu'un thermocouple mesure la différence de température et non la température absolue, vous devez connaître la température de la jonction où les fils du thermocouple sont connectés à des traces de cuivre sur votre carte. Ces deux jonctions doivent également être à la même température.
Dans les circuits récepteurs de thermocouples de haute précision, cela se fait généralement en gardant les deux jonctions physiquement proches et en serrant une barre de cuivre à travers elles. Le cuivre est isolé électriquement des jonctions, mais connecté thermiquement le mieux possible. Étant donné que le cuivre est un bon conducteur thermique, les deux jonctions seront, espérons-le, très proches l'une de l'autre en température et du capteur de température absolue sur la carte qui est utilisé comme température de référence.
Oui, et cela peut être un problème lorsque vous essayez de construire des instruments de qualité métrologique.
En règle générale, vous voyez ces choses transpirer par des gens comme Keithly et Keysight lors de la conception de voltmètres à 7 chiffres où les CEM thermiques peuvent vraiment avoir de l'importance.
D'autres choses amusantes peuvent être le stress induit thermiquement, ce qui fait que les oscillateurs changent de fréquence et que les condensateurs acquièrent une charge, beaucoup de choses amusantes à craindre lors de la lecture dans cet espace.
Assez souvent, vous voyez des PCB avec des fentes coupées pour limiter les fuites (probablement un problème plus important avec des cartes bon marché), et je l'ai fait moi-même lorsque j'ai affaire à une impédance de giga ohms.
À l'époque, les soudures à base de cadmium étaient utilisées pour les connexions à faible emf thermique avec le cuivre, ROHS a rendu cela plus difficile qu'il ne l'était autrefois ....