Prüfung von thermoelektrischen Peltier-Modulen
Tark Thermal Solutions bietet ein umfassendes Portfolio an Prüf- und Qualifizierungsverfahren für thermoelektrische Peltier-Module. Ziel ist es, Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Normkonformität über den gesamten Produktlebenszyklus sicherzustellen – von der Entwicklung bis zur Serienfreigabe.
Unsere Prüfprogramme kombinieren mechanische, umwelttechnische, elektrische und leistungsbezogene Tests, um reale Einsatzbedingungen in anspruchsvollen Anwendungen wie Telekommunikation, Medizintechnik, Industrie, Optoelektronik und Luft- & Raumfahrt realistisch abzubilden.
Mechanische Prüfung
Ziel
Sicherstellung, dass thermoelektrische Kühler durch Transport, Installation oder Betrieb nicht beschädigt werden.
Typische Anwendungen
Telekommunikation
Luft- und Raumfahrt
Miniatur-TECs mit empfindlicher Modulstruktur
Durchführung
Montage des Peltier-Moduls auf einer Prüfvorrichtung
Prüfung entlang dreier Raumachsen
Mehrere Vibrationssequenzen mit definierten Profilen
Ziel
Nachweis, dass verpackte thermoelektrische Kühler unvorsichtige Handhabung während Transport und Logistik unbeschadet überstehen.
Durchführung
Prüfung am verpackten Produkt
Fall aus normierter Höhe
Auf Flächen, Kanten und Ecken gemäß Telcordia-Vorgaben
Ziel
Bestimmung der maximal zulässigen Scherkräfte, um Montagefehler und frühzeitige Ausfälle zu vermeiden.
Peltier-Module sind druckfest, aber empfindlich gegenüber Scherbelastungen – eine korrekte Montage ist entscheidend.
Durchführung
Fixierung des Moduls in einer Halterung
Eine Keramikplatte wird fixiert
Auf die gegenüberliegende Seite wird eine definierte Scherkraft aufgebracht
Ermittlung der maximalen Belastbarkeit bis zum Versagen
HALT – Highly Accelerated Life Test
Ziel
Ermittlung der Betriebs- und Belastungsgrenzen
Früherkennung konstruktiver Schwachstellen
Reduzierung von Entwicklungsrisiken und Time-to-Market
Durchführung
Betrieb des Moduls unter Strom
Platzierung in Hochtemperaturöfen
Extreme Temperaturwechsel bis zum gezielten Ausfall
HASS – Highly Accelerated Stress Test
Ziel
Identifikation von Fertigungsbedingten Defekten
Absicherung der Serienqualität
Unterschied zu HALT
Geringere Belastungsniveaus
Kein konstruktives Versagen vorgesehen
Umweltprüfung
Bestimmung der Auswirkungen einer Langzeitlagerung von thermoelektrischen Kühlern unter bestimmten Bedingungen. Bei dieser Prüfung wird der thermoelektrische Kühler thermisch belastet, ohne dass elektrische Energie verwendet wird.
Wie wird der Test durchgeführt?
Der thermoelektrische Peltier-Kühler wird in einer Lagerkammer bei einer Temperatur und für eine Zeit gelagert, die durch eine bestimmte Norm oder eine Kundenanwendung vorgegeben ist. Laird Thermal Systems kann Folgendes durchführen
- Niedrigtemperatur-Lagertests
- Hochtemperatur-Lagertests
Mit diesem Test wird die Auswirkung einer längeren Belastung des thermoelektrischen Kühlers bei konstant hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit ermittelt.
Wie wird der Test durchgeführt?
Der thermoelektrische Kühler wird in einer Lagerkammer bei einer bestimmten Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert.
Mit dieser Prüfung wird die Auswirkung der elektrischen und thermischen Belastung des thermoelektrischen Kühlers durch plötzliche Änderungen der Leistungsbedingungen ermittelt.
Wie wird der Test durchgeführt?
- Ein- und Ausschaltzyklen - Der thermoelektrische Peltier-Kühler wird in einer Vorrichtung platziert und über eine bestimmte Anzahl von Zyklen für eine bestimmte Dauer ein- und ausgeschaltet. Laird Thermal Systems ist in der Lage, mehr als 5000 Zyklen zu testen.
Reverse Power Cycling - der thermoelektrische Kühler wird einer thermischen Belastung ausgesetzt, die durch plötzliche Wechsel zwischen positiven und negativen Stromversorgungsbedingungen erzeugt wird. Dies wird häufig bei PCR-Anwendungen eingesetzt, wenn abwechselnd geheizt und gekühlt wird. Laird Thermal Systems kann bis zu 200K+ Zyklen innerhalb eines Temperaturbereichs von 0~120℃ testen.
Eine häufig verwendete Methode zur Messung der Haltbarkeit eines Produkts. Der Zweck besteht darin, die ungünstigsten Temperaturbedingungen in der vorgesehenen Anwendung zu simulieren.
Wie wird der Test durchgeführt?
Der thermoelektrische Kühler wird im nicht betriebsbereiten Zustand extremen hohen und niedrigen Temperaturen ausgesetzt. Da sich das Modul durch wiederholte Kühl- und Heizzyklen über einen langen Zeitraum zusammenzieht und ausdehnt, wird die thermoelektrische Kühlung mechanisch belastet.
Leistungsprüfung
Alle thermoelektrischen Kühler von Laird Thermal Systems werden einem Leistungstest unterzogen, um sicherzustellen, dass sie die erwartete Kühlleistung erbringen. Ein Vakuum-Temperaturdifferenzprüfgerät wird zur Messung der elektrischen Strom- und Spannungsaufnahme verwendet.
Wie wird der Test durchgeführt?
- Der thermoelektrische Kühler wird in einer Vakuumumgebung mit der kalten Seite nach oben auf einen Kühlkörper gestellt. Ein Kupferblock wird als thermische Last auf die kalte Seite gelegt.
- Der thermoelektrische Kühler wird mit Strom beaufschlagt, bis der berechnete Imax-Wert erreicht ist, der die maximal mögliche Temperaturdifferenz (∆Tmax) erzeugt.
- Der Strom der thermischen Last wird dann so verändert, dass die Temperatur der heißen und der kalten Seite gleich ist, was zu ∆T= 0
- Die maximale Kühlleistung (Qmax) wird durch die erforderliche Leistungsaufnahme der thermischen Last bestimmt.
Konformität
Laird Thermal Systems hat sich verpflichtet, Produkte zu liefern, die den gesetzlichen Anforderungen entsprechen und umweltverträglich sind.
Unsere thermoelektrischen Kühler erfüllen die folgenden Anforderungen
- RoHS - Restriction of Hazardous Substances (Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe)
- REACH - Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe (Europa)
- TSCA - Toxic Substances Control Act (US)
- CA PROP 65 - Gesetz zum Schutz des Trinkwassers und zur Kontrolle giftiger Stoffe (US, Kalifornien)
Lesen Sie mehr über unsere Arbeit im Bereich Umwelt und Sicherheit oder beantragen Sie hier eine Produktzertifizierung.
Thermoelektrische Kühler, die in anspruchsvollen Umgebungen eingesetzt werden, müssen in der Regel die Telcordia General Requirements (GR) erfüllen, um die Zuverlässigkeit des Produkts zu gewährleisten. Telcordia (früher Bellcore) ist ein Unternehmen, das technische Analysen, Tests und Beratungsdienste für Produktlieferanten und Dienstleistungsanbieter für den Telekommunikationsmarkt anbietet.
Da es in anderen Märkten keine Industriestandards gibt, haben OEMs die Telcordia-Standards für die Zuverlässigkeitsprüfung von Produkten übernommen, die in anderen kritischen Anwendungen eingesetzt werden, z. B. in der industriellen Bildverarbeitung, in autonomen und optoelektronischen Anwendungen.
Laird Thermal Systems verwendet hochmoderne, firmeneigene Prüfgeräte und -methoden zur Prüfung der Telcordia-Anforderungen. Unsere Prüfkammern können nahezu jede Umgebung simulieren, um mögliche Auswirkungen von Transport, Betrieb und Lagerung zu bewerten.
Setzen Sie sich mit uns in Verbindung, und unser Ingenieurteam wird ein Prüfprogramm gemäß den Telcordia-Normen erstellen.
Abnahmeprüfung
Durch die Erkennung von Infrarotstrahlung können Wärmebildkameras potenzielle Probleme des thermoelektrischen Kühlers lokalisieren. Wärmebildkameras können eingesetzt werden, um
- Sicherstellung der Temperaturgleichmäßigkeit im gesamten Gerät
- Hotspots zu identifizieren, wie z. B. schlechte Lötstellen in einem thermoelektrischen Modul
Der thermoelektrische Kühler wird nach folgenden Kriterien visuell geprüft, um die Lieferung hochwertiger Produkte zu gewährleisten:
- Die Abmessungen stimmen mit dem Druck überein
- Keine kosmetischen Defekte, wie z.B. Lötkugeln, Risse in TE-Elementen, Risse in Keramiksubstraten, Korrosion, Sauberkeit der Lötstellen
