産業用高冷却能力 TE クーラー

X-Meritan は、産業機器での連続ヒート ポンプ用に設計された熱電冷却器 (TEC) を提供しています。これらのモジュールはペルチェ効果で動作し、コンプレッサー、冷媒、可動部品は含まれていません。これらは、メンテナンスへのアクセスが制限されている場合、振動が許容されない場合、または正確な温度制御が必要な場合に使用されます。

高容量シリーズは、重大な熱負荷のあるシステムをターゲットとしています。典型的な例には、一定の熱出力を生成するレーザー ダイオード アレイ、半導体プロセス装置、分析機器などがあります。

当社は、産業用途向けの高冷却能力 TE クーラーを自社施設で製造しています。これには、熱電材料の準備、インゴット処理、ペレットのダイシング、モジュールの組み立て、最終テストが含まれます。これらのステップを制御することで、特定の動作条件に合わせて材料組成、ペレットの形状、はんだの選択を調整できます。

技術仕様

標準モジュールはさまざまな冷却能力をカバーします。以下の表に、一般的なパラメータを示します。さまざまな電圧、寸法、ホットサイド温度要件に合わせたカスタム構成が利用可能です。

仕様は熱試験ステーションを使用してバッチベースで検証されます。ご要望に応じて、各出荷品にテストレポートを提供できます。

Qmax に関する重要な注意事項: Qmax は、高温側と低温側の温度差がゼロの状態で測定されます。実際の動作では、低温側は常に高温側よりも低温であるため、実際のヒート ポンピング能力は低くなります。たとえば、Qmax 定格が 200 W のモジュールは、ΔT が 30 K の場合に 80 W しか除去しない可能性があります。選択は、Qmax の数値だけではなく、実際の動作点に基づいて行う必要があります。

構造と動作原理

高い冷却能力 産業用アプリケーション向け TE クーラーは、ソリッドステート ヒート ポンプです。直流は熱を冷たい側から熱い側に移動させます。ホット側はヒートシンクまたはコールドプレートに接続して、汲み上げられた熱と電気入力電力を遮断する必要があります。高温側が効果的に冷却されないと、熱が低温側に逆流し、正味の冷却能力が低下します。

1. セラミック基板

外板はアルミナまたは窒化アルミニウムからなる。熱を伝導しながら電気絶縁を提供します。表面の平坦度は、熱源およびヒートシンクとの良好な熱接触を確保するために制御されます。セラミック表面と取り付け表面の間にサーマル インターフェイス マテリアル (TIM) を使用することをお勧めします。

2. 半導体ペレットと電極

N 型および P 型テルル化ビスマス ペレットは、銅の電極トレースによって直列に接続されています。ペレットの数とサイズによって、モジュールの電圧、電流、冷却能力が決まります。銅配線には多層メッキを施し、長期使用時の酸化を防ぎます。

3. ホットサイドの熱遮断

ホットサイド温度は、TEC のパフォーマンスに影響を与える最も重要な要素です。通常、高温側の温度が 10°C 上昇するごとに、冷却能力が 5 ～ 10% 低下し、達成可能な最大 ΔT が低下します。大容量モジュールの場合は、強制空冷、液体冷却、またはヒート パイプ アセンブリを推奨します。総熱遮断量が 100 W を超えると、パッシブ ヒートシンクが十分になることはほとんどありません。

4. 外周シール

耐湿性エポキシシールが内部半導体アレイを囲んでいます。このシールは気密シールを提供しませんが、通常の産業環境における結露や空気中の汚染物質からペレットと電極を保護します。高湿度、洗浄、または屋外条件の場合は、追加のカプセル化が必要です。

製造と品質管理

X-Meritan は TEC モジュールを社内で生産しています。製造順序は次のとおりです。

熱電材料インゴットの準備

半導体ペレットの押出およびダイシング

ペレットの自動配置とはんだ付け

セラミック基板のメタライゼーション

最終組み立てと電気テスト

各生産バッチは、内部抵抗、冷却能力、視覚的欠陥についてテストされます。テスト記録はトレーサビリティのために保管されます。 構築入力プロセス写真または送信ストリーム写真

試験方法

実際のテスト基準と合格基準は、量産前に顧客と合意されます。特定の要件については、お問い合わせください。

認証とコンプライアンス

以下の認定およびコンプライアンスに関する声明は現在更新中です。

● ISO 9001:2015 – 品質マネジメントシステム

● ISO 14001 – 環境マネジメントシステム

●RoHS対応

● REACH準拠

● CE マーキング (該当する場合)

● UL 認証 (該当する場合)

ご要望に応じて、有効な証明書のコピーを提供いたします。現在の状況を確認させていただきますので、お問い合わせください。

カスタマイズオプション

標準モジュールは、多くの産業用冷却タスクに対応します。大規模プロジェクトまたは特殊なプロジェクトの場合、次の分野でカスタム エンジニアリングを提供します。

● カスタムの設置面積と高さ

● Th > 150°C の高温はんだおよび基板

● より深い温度差を実現するマルチステージ TEC モジュール

● あらかじめ取り付けられたヒートシンクまたはコールドプレート

● 統合温度センサー (NTC または RTD)

●特殊なリード線形状やコネクタ

一般的なカスタム プロジェクトは次のプロセスに従います。

1. 顧客は、熱負荷、低温側温度、周囲条件、およびスペースの制約を提供します。

2. 当社のエンジニアは必要なモジュールをシミュレートし、推奨される構成を提供します。

3. 顧客検証用のサンプルを作成します。

4. 承認後、量産に進みます。

エンジニアが X-Meritan TEC モジュールを選ぶ理由

一般的な利点を列挙する代わりに、モジュールを差別化する具体的な機能を以下に示します。

熱電材料の社内加工

私たちは、生のインゴットから完成したデバイスまでのプロセスを管理します。これには、材料の組成、ペレットのサイズ、ドーピング レベルが含まれます。ほとんどの TEC サプライヤーは、既成のペレットまたはウェーハを購入し、モジュールを組み立てるだけです。素材そのものを扱うため、ZT 値を調整し、特定の温度範囲に合わせて最適化することができます。

バッチレベルのパフォーマンステスト

すべての製造バッチの Qmax、ΔTmax、および内部抵抗がテストされます。テストレポートは顧客に提供されます。これにより、モジュールをシステムに統合する前に、モジュールが仕様を満たしていることを確認できます。

最低注文ペナルティのないカスタムエンジニアリング

多くのサプライヤーは、カスタム寸法またはパラメータに対して大量の最小注文を必要とします。当社は柔軟な生産スケジュールを維持するため、適度な量のカスタム プロジェクトも実現可能です。年間予定数量がわずか数百個であっても、ご要望をお知らせください。

製造チームとの直接コミュニケーション

X-Meritan に連絡すると、生産データとテスト結果にアクセスできるエンジニアと話すことになります。これにより、商社にありがちなやり取りが軽減され、サンプル評価サイクルが短縮されます。

代表的な用途

高冷却能力の TEC モジュールは、アクティブな液体冷却が現実的ではない環境や、正確な温度制御が必要な環境で使用されます。

産業用電子機器および電気通信

光ファイバーシステムのレーザーダイオードと光検出器の冷却

屋外通信キャビネットの熱管理

パワーアンプおよびRFモジュールの温度安定化

半導体およびレーザー装置

ウェーハチャックとプロセスチャンバーの冷却

レーザーマーキングおよびカッティングヘッドの温度制御

光学ベンチの温度安定化

医療・分析機器

PCR サーマルサイクラーとサンプルブロック冷却

試薬保管コンパートメントの温度制御

CCDおよびCMOSイメージセンサーの冷却

輸送と特殊装備

自動運転車のLiDARセンサーの冷却

シートベンチレーションシステム

ポータブル冷蔵コンテナ

TECセレクションガイド

大容量 TEC を指定するには、お問い合わせ前に次の情報をご用意ください。

低温側で必要な冷却負荷（ワット単位）。これは、冷却する必要があるコンポーネントによって発生する熱です。

目標の低温側温度と許容範囲。たとえば、25℃±0.5℃です。

ヒートシンクと周囲条件に基づいて許容できる最大ホットサイド温度。

システムが動作する周囲温度範囲。

利用可能なヒートシンクのタイプと熱抵抗。強制空冷、液体冷却、またはヒートパイプ。

利用可能な DC 電圧と許容される最大電流引き込み。

設置スペースの制約: 長さ、幅、高さ、取り付け穴のパターン。

熱サイクル要件: 1 日あたりのサイクル数、温度変動、および予想される寿命。

環境条件: 湿気、粉塵、化学物質への曝露、または屋外での使用。

これらの詳細を提供していただくと、特定のモジュールを推奨したり、カスタム ソリューションを設計したりできます。また、推奨動作電流に対する冷却能力と温度差を示す性能曲線も提供します。

よくある質問

Q: アプリケーションに適した TEC を選択するにはどうすればよいですか?

A: 除去する熱負荷 (ワット単位)、冷却対象物の最大許容温度、周囲温度、および高温側で利用可能なヒートシンクの性能を把握する必要があります。これらの値を当社のエンジニアに提供していただくと、モジュールと動作電流を推奨します。

Q: Qmax と実際の冷却能力の違いは何ですか?

A: Qmax は、高温側と低温側の温度差がゼロの場合の最大ヒート ポンプ能力です。実際の動作では、常に温度差が存在します。実際の冷却能力は、ΔT が増加するにつれて減少します。当社のデータシートには、さまざまな動作電流の性能曲線が含まれています。

Q: 高温側が熱くなりすぎると TEC が故障する可能性がありますか?

A: はい。最大ホットサイド温度はモジュールごとに指定されます。この温度を超えると、はんだ接合部が劣化し、モジュールの寿命が短くなる可能性があります。常に、最悪の周囲条件下で Th が定格制限内に収まるようにホット側ヒートシンクを設計してください。

Q: TEC モジュールの寿命はどれくらいですか?

A: TEC モジュールには可動部品がないため、機械的摩耗の影響はありません。ただし、熱サイクルによりはんだ接合部に応力が生じ、最終的には内部抵抗の増加につながる可能性があります。厳選された大容量設計は、熱サイクル試験を通じて評価されています。実際のサイクル寿命は、温度範囲、電流、ランプレート、取り付け応力、動作湿度によって異なります。適格なプロジェクトにはテスト データを提供できます。

Q: テストデータや信頼性レポートは提供されますか?

A: はい。生産バッチごとに、テストされたパラメーターの概要を提供できます。大量の注文の場合は、合意されたプロトコルに従って、熱サイクル、高温保管、湿度暴露などの追加の信頼性テストを実行できます。

Q: エポキシシールは防水ですか?

A: いいえ。標準のエポキシ シールは耐湿性がありますが、気密性はありません。高湿度、結露、または直接水と接触する用途の場合は、追加のカプセル化またはカスタムハウジングが必要です。

連絡先とエンジニアリングサポート

推奨事項またはサンプルをリクエストするには、次の情報を提供してください。

●除去する熱負荷(W)

●必要な低温側温度または温度差

●周囲温度範囲

● TEC とヒートシンク用の空きスペース

●使用可能な電源電圧

● 年間予想数量

当社のエンジニアリング チームは 1 営業日以内に返答します。大量注文の前に評価用のサンプルを提供します。