Om felorsaker
Tillförlitligheten och produktens livslängd bestäms av lödförbindelserna.
Termoelektriska kylare (moduler) består av ett antal termoelektriska integrerade kretsar av P-typ och N-typ som löds ihop med en kopparelektrod på keramik.
Antalet lödpunkter för termoelektriska kylare (moduler), i det vanligaste fallet moduler med 127 par, är 508 punkter. Om ledaren inkluderas finns det 510 lödpunkter. Eftersom den elektriska kretsen är seriekopplad avgör en lödpunkt av 510 hela den termoelektriska modulens livslängd.
Vanliga felorsaker
Felorsakerna för termoelektriska kylare (moduler) varierar beroende på användningsområdena. Vanliga felorsaker anges i följande tabell. Se den detaljerade beskrivningen av varje felorsak.
| Felorsak | Fenomen | Förhållanden som orsakar felet | Lösning |
|---|---|---|---|
| Termisk utmattning | Sprickor uppstår och intensifieras på anslutningen mellan den termoelektriska integrerade kretsen och kopparelektroden eller på själva den termoelektriska integrerade kretsen och bränns till sist ut och kan inte längre användas med elektricitet. | Temperaturskillnaden (ΔT) vid drift är stor eller maskinen har hög termisk cykelfrekvens. | GL-struktur |
| Korrosion | Lödmaterialet i kopparelektroden, ledaren eller lödmaterialet korroderas och kan inte användas med elektricitet. | Maskiner med en struktur som kan penetreras av fukt i form av t.ex. kondensvatten, är sårbara. | Tätning för fuktskydd |
| Migrering (kort – brytning av ledare) |
Kondensering orsakar att lödningen mellan den termoelektriska integrerade kretsen och kopparelektroden migrerar, vilket gradvis leder till att det interna motståndet sjunker och slutligen till att kylförmågan upphör. | Maskiner med en struktur som kan penetreras av fukt i form av t.ex. kondensvatten, är sårbara. | Tätning för fuktskydd |
| Kristallfel i termoelektriskt element | Om det termoelektriska elementets klyvningsplan är lutande kan det leda till att TE-elementet bränns ut på grund av koncentrerad joule-värme. | Risk vid förekomst av TE-element som innehåller ett lutande klyvningsplan. | Utför grundlig kvalitetskontroll |
Om termisk utmattning
Detta är det vanligaste felet på termoelektriska kylare (moduler) och inträffar naturligt i lödförbindelsen mellan den termoelektriska integrerade kretsen och kopparelektroden eller på den termoelektriska integrerade kretsen. Eftersom en termoelektrisk kylare är en enhet som utnyttjar temperaturskillnaden (ΔT) mellan värmeabsorptionen (sidan med låg temperatur) och värmeavgivningen (sidan med hög temperatur), genererar den naturligt termiska påfrestningar. Den största termiska påfrestningen finns på det termoelektriska elementet eller i hörnet av den termoelektriska kylaren (modulen), och börjar orsaka utmattningssprickor på grund av värmeutmattning som sedan långsamt intensifieras. När sprickor uppstår oxideras sprickytan, motståndet i den delen ökar och på grund av den ökande joule-värmen stiger den partiella temperaturen. Till slut bränns den ut eller så smälter lödningen och det termoelektriska elementet och orsakar brott på ledare.
Om korrosion
Om maskinen måste drivas vid en lägre temperatur än rumstemperaturen är daggbildning oundviklig. Detta vatten stannar i den termoelektriska kylaren (modulen) och korrosionen kommer först att uppstå på lödningsdelar. Eftersom den lödanslutna delen har kontakt med olika metaller och lödmedlet innehåller oädla metaller, kommer den att korroderas först. Om korrosionen intensifieras kommer kopparelektroden också att korroderas. Slutligen, oavsett vilket fall som inträffade, kommer kretsen att isoleras och upphöra att fungera.
Om migrering (kort – brytning av ledare)
Precis som korrosion sker detta under användningsförhållanden som leder till daggbildning. När vattnet är i kontakt med elektroderna, eluerar och rör sig lödkomponenten på grund av den potentialskillnad som finns mellan elektroderna, och metalljontätheten kommer att öka, varefter utfällning kommer att bildas på keramiken. Denna upprepade eluering och utfällning orsakar kortslutning. Som ett resultat av detta minskar den termoelektriska kylarens (modulen) inre motstånd gradvis, och då minskar också kylförmågan. Lödningsområdet mellan det termoelektriska elementet och elektroden blir mindre, vilket gör att det elektriska motståndet och joule-värmen ökar och enheten slutligen bränns ut eller smälter anslutningen och bryter ledaren vilket gör att den slutar fungera.
Kristallfel i termoelektriskt element
Om den klyvda ytan längs kristallbildningsriktningen för det termoelektriska elementet lutar mycket kommer detta, när den integrerade kretsen väl klyvs av termisk eller mekanisk spänning, att orsaka separation av elementen och elektroden på grund av den geometriska positionen, vilket kommer att orsaka gnistor mellan de klyvda ytorna som delvis kan smälta, och ledningsbrott på grund av ökad joule-värme.