पतली-फिल्म थर्मोकपल: अनुसंधान एवं विकास और इलेक्ट्रॉनिक्स में सतह के तापमान को मापना

इलेक्ट्रॉनिक्स अनुसंधान एवं विकास और उत्पादन में सतह के तापमान माप में अक्सर बाधा आती है। पारंपरिक सेंसर या तो छोटे घटकों को फिट करने में विफल होते हैं, सामान्य संचालन को बाधित करते हैं, या खराब सतह संपर्क के कारण गलत डेटा प्रदान करते हैं। गलत तापमान संवेदन समाधान चुनने के कारण कई परियोजनाओं में देरी हो जाती है या अविश्वसनीय परिणाम मिलते हैं, खासकर जब माइक्रोचिप्स, सर्किट बोर्ड, या सटीक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों से निपटते हैं। यह वह जगह है जहां पतली {{4}फिल्म थर्मोकपल लक्षित सतह तापमान निगरानी के लिए गेम परिवर्तक के रूप में सामने आते हैं।

थर्मोकपल, सामान्य तौर पर, सीबेक प्रभाव के आधार पर काम करते हैं। जब दो अलग-अलग प्रवाहकीय सामग्री दो बिंदुओं (जंक्शनों) पर जुड़ती हैं, तो इन जंक्शनों के बीच तापमान का अंतर एक मापने योग्य वोल्टेज उत्पन्न करता है। पतली फिल्म थर्मोकपल और पारंपरिक तार थर्मोकपल के बीच मुख्य अंतर उनकी संरचना और अनुप्रयोग के दायरे में निहित है। पारंपरिक तार थर्मोकपल भारी होते हैं, उन्हें चिपकने वाले या क्लैम्पिंग के साथ भौतिक जुड़ाव की आवश्यकता होती है, और वे जिस सतह के तापमान को मापने का इरादा रखते हैं, वह अपने द्रव्यमान के कारण बदल सकता है। अनुभव के आधार पर, ऐसे सेंसर माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक घटकों के लिए बमुश्किल उपयुक्त होते हैं जहां स्थान बेहद सीमित है और सतह की अखंडता को बनाए रखा जाना चाहिए।

इसके विपरीत, पतली फिल्म थर्मोकपल को स्पटरिंग या वाष्पीकरण जैसी जमाव तकनीकों के माध्यम से सीधे लक्ष्य सतह पर बनाया जाता है। उनकी मोटाई आमतौर पर नैनोमीटर से लेकर माइक्रोमीटर तक होती है, जो उन्हें वस्तुतः विनीत बनाती है। यह डिज़ाइन सतह के थर्मल प्रोफाइल के साथ न्यूनतम हस्तक्षेप सुनिश्चित करता है और स्थानीय तापमान भिन्नता को मापने की अनुमति देता है {{3}कुछ ऐसा जो पारंपरिक थर्मोकपल शायद ही हासिल कर सकते हैं। दरअसल, पतली फिल्म थर्मोकपल तेजी से प्रतिक्रिया समय (तार प्रकारों के लिए सेकंड की तुलना में मिलीसेकंड) भी प्रदान करते हैं, जो ऑपरेशन के दौरान इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में क्षणिक तापमान स्पाइक्स को पकड़ने के लिए महत्वपूर्ण है।

पतली -फिल्म थर्मोकपल का चयन और उपयोग करते समय, कई व्यावहारिक विचार सामान्य नुकसान से बचने में मदद करते हैं। सामग्री अनुकूलता सर्वोपरि है {{2} विभिन्न सामग्री जोड़े (जैसे कि क्रोमेल {{3} एल्यूमेल या प्लैटिनम - रोडियम) विभिन्न तापमान रेंज और वातावरण के लिए उपयुक्त हैं। इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों के लिए, जहां तापमान आम तौर पर 50 डिग्री से 300 डिग्री तक होता है, क्रोमेल {9} एल्यूमेल पतली {{10} फिल्म थर्मोकपल को उनकी स्थिरता और लागत {12} प्रभावशीलता के लिए व्यापक रूप से पसंद किया जाता है। अनावश्यक रूप से उच्च तापमान वाली सामग्री के जोड़े चुनने से बचें, क्योंकि वे अक्सर उच्च लागत के साथ आते हैं और इलेक्ट्रॉनिक घटक सतहों पर अच्छी तरह से चिपक नहीं सकते हैं।

सतह की तैयारी एक और आसानी से अनदेखा किया जाने वाला कारक है। पतली फिल्म का उचित आसंजन सुनिश्चित करने के लिए लक्ष्य सतह साफ, चिकनी और दूषित पदार्थों से मुक्त होनी चाहिए। तेल, धूल, या ऑक्साइड परत जैसे अवशेष फिल्म के बंधन को कमजोर कर सकते हैं, जिससे समय के साथ माप में कमी या सेंसर विफलता हो सकती है। अंशांकन भी आवश्यक है, यहां तक ​​कि उच्च गुणवत्ता वाली पतली फिल्म थर्मोकपल को संदर्भ मानक के अनुसार आवधिक अंशांकन की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से उच्च आर्द्रता या उच्च कंपन सेटिंग्स जैसे कठोर वातावरण में लंबे समय तक उपयोग के बाद।