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CEM térmico (efecto seebeck) en los PCB

¿Pueden un mal proceso de fabricación/montaje de placas de circuito impreso y el tipo de soldadura utilizado causar un problema de CEM térmico (seebeck en la placa de circuito impreso)? ¿Se ve afectado por el tipo de material utilizado? Por ejemplo, la calidad del chapado, las vías, el uso de diferentes metales como el oro, el estaño, el cobre, etc.

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RelaXNow Puntos 1164

El efecto Seebeck siempre está ahí, y no tiene nada que ver con la calidad del proceso de fabricación de las placas de circuito impreso. El cobre es cobre y presenta un cierto efecto Seebeck.

A menos que tenga un muy circuito analógico sensible de bajo nivel, el efecto Seebeck puede ser ignorado en una placa de circuito normal.

En primer lugar, para que haya un desplazamiento de tensión debido al efecto Seebeck, tiene que haber un gradiente térmico. Toda la placa de circuito impreso a la misma temperatura no provocará ningún desplazamiento, independientemente de la temperatura.

En segundo lugar, incluso con gradientes térmicos en la placa, el desplazamiento es 0 en cualquier bucle de trazas de cobre. Cualquier voltaje de compensación que sea causado a lo largo del gradiente a una temperatura diferente saliendo, es compensado por el gradiente inverso volviendo a la temperatura inicial.

En tercer lugar, las tensiones de desplazamiento debidas al efecto Seebeck son pequeñas. El cobre genera unos 6,5 µV/°C. Incluso si un lado de una placa está 50 °C más caliente que el otro, eso sólo causa 325 µV de compensación. Y, de nuevo, generalmente no se puede percibir eso aunque se quiera, porque esto se cancela en un bucle.

Los termopares aprovechan el efecto Seebeck utilizando dos materiales diferentes en la parte exterior e interior. El desfase de tensión que se observa en la electrónica a temperatura ambiente es el diferencia entre la generada por los dos materiales a través de la diferencia de temperatura.

La razón más común para considerar el efecto Seebeck en una placa de circuito es cuando se diseñan receptores de termopares. Dado que un termopar mide la diferencia de temperatura, no la temperatura absoluta, hay que conocer la temperatura de la unión donde los cables del termopar se conectan a las trazas de cobre de la placa. Esas dos uniones también tienen que estar a la misma temperatura.

En los circuitos receptores de termopar de alta precisión, esto se suele hacer manteniendo las dos uniones físicamente cercanas y sujetando una barra de cobre a través de ellas. El cobre está aislado eléctricamente de las uniones, pero conectado térmicamente lo mejor posible. Dado que el cobre es un buen conductor térmico, es de esperar que las dos uniones estén muy cerca de la temperatura de la otra y del sensor de temperatura absoluta de la placa que se utiliza como temperatura de referencia.

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Necesitas dos diferentes metales para mostrar el efecto Seebeck en su unión común. El efecto Thomson, mucho más pequeño, opera en un solo de metal. Ver es.wikipedia.org/wiki/Efecto_hermoeléctrico#Efecto_Seebeck

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@hyp: Necesitas dos materiales diferentes para que los efectos Seebeck no se anulen entre sí, y así poder tener una tensión neta a la misma temperatura. La unión simplemente conecta los dos conductores. El efecto Seebeck se produce en la masa de un material. No es una propiedad de la unión.

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¿Se puede demostrar el efecto Seebeck sin tener una unión de diferentes materiales? Creo que no.

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Dan Mills Puntos 381

Sí, y puede ser un problema cuando se trata de construir instrumentos de grado de metrología.

Normalmente se ve que gente como Keithly y Keysight se preocupan por estas cosas cuando diseñan voltímetros de 7 dígitos en los que los CEM térmicos pueden ser realmente importantes.

Otras cosas divertidas pueden ser el estrés inducido térmicamente que hace que los osciladores cambien de frecuencia, y que los condensadores adquieran carga, muchas cosas divertidas de las que preocuparse cuando se juega en ese espacio.

A menudo se ven placas de circuito impreso con ranuras cortadas para limitar las fugas (probablemente un problema mayor con las placas baratas), y yo mismo lo he hecho cuando se trata de una impedancia de giga ohmios.

En su día, las soldaduras con cadmio se utilizaban para las conexiones de baja emf térmica con el cobre, pero la ROHS lo ha hecho más difícil de lo que era antes: ....

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