چگونه می توان یک اتصال کوتاه متناوب در مدار گرمکن چاپی انعطاف پذیر روی یک صفحه را تشخیص داد؟

یک بخاری انعطاف پذیر Kapton که به یک صفحه منحنی چسبانده شده است ممکن است برای مدت طولانی به خوبی کار کند و سپس در حین کار به طور ناگهانی یک قطع کننده خطای زمین-خاموش شود. پس از تنظیم مجدد، عملکرد عادی ممکن است از سر گرفته شود، اما ممکن است خطا بعداً بدون هشدار دوباره ظاهر شود. این فعالیت الکتریکی سوسو زدن یک علامت رایج از مشکل صفحه گرمکن چاپی منعطف متناوب است که اغلب در اثر آسیب میکروسکوپی در خطوط رسانای چاپی ایجاد می‌شود.

علت اصلی اغلب یک ترک مویی یا لایه لایه شدن جزئی لایه مقاومتی یا رسانا است که بسته به انبساط حرارتی یا خمش مکانیکی کوچک مجموعه بخاری باز و بسته می شود.


ماهیت خطای بخاری متناوب
بخاری های چاپی انعطاف پذیر از رگه های نازک فلزی یا کربنی ساخته شده اند که بین لایه های پلیمری مانند کپتون به هم چسبیده اند. این ردیابی ها برای حفظ تداوم الکتریکی با خمش متوسط ​​و چرخه دما در نظر گرفته شده است.

با این حال، چند مکانیسم زوال در طول زمان وجود دارد:

میکروترک در مسیرهای رسانای چاپی

جداسازی بین لایه ها

تمرکز تنش نقاط پایانی

خستگی ناشی از چرخه های انبساط حرارتی متعدد

خمش مکانیکی موضعی با شعاع های باریک

از آنجایی که این خرابی‌ها لزوماً پیوسته نیستند، مدار ممکن است در شرایط استاتیک به طور معمول عمل کند، اما زمانی که تحت فشار مکانیکی یا حرارتی قرار می‌گیرد از کار بیفتد.

مشکل فقط هنگام خم کردن مدار وجود دارد.

جداسازی الکتریکی اولیه و آماده سازی ایمنی
قبل از آزمایش تشخیصی، مدار بخاری باید کاملاً قطع شود و از تمام منابع برق به طور الکتریکی قطع شود.

مراحل آماده سازی عبارتند از:

قفل و خاموش است

اتصالات بخاری از الکترونیک کنترل جدا می شوند

سیستم در دمای اتاق بررسی شد

مسیرهای زمینی ایمن و پایدار ثابت شدند

سپس با استفاده از اهم متر حساس یا LCR اندازه گیری مقاومت ولتاژ پایین انجام می شود.

ولتاژ آزمایشی اعمال شده در تجهیزات اندازه گیری باید به اندازه کافی پایین نگه داشته شود تا از ایجاد قوس در میان ترک ها یا شکاف های جزئی جلوگیری شود، در غیر این صورت رفتار متناوب می تواند پنهان شود.

بررسی مقاومت در حین تست استاتیک
برای هر ناحیه گرمایش، مقدار مقاومت بیکار بخاری تعیین می شود.

قرائت های پایدار معمولاً نشان می دهد:

مسیرهای رسانا (مداوم)

هیچ مدار باز برای همیشه

بدون شرایط سخت کوتاه به زمین

با این حال، مشکلات متناوب را نمی‌توان تنها با اندازه‌گیری استاتیکی بازتولید کرد و برای تقلید از سناریوی شکست، به آزمایش مکانیکی دینامیکی نیاز دارد.

تست خمش برای عیوب پنهان
یکی از بهترین روش های تشخیص این است که خم کردن مکانیکی کنترل شده به روشی دقیق و با نظارت مداوم بر مقاومت انجام شود.

روش به شرح زیر انجام می شود:

بخاری برقی به اهم متر متصل است

اندازه گیری ثبت شده یا به طور مداوم نشان داده می شود

لبه بخاری صفحه ای یا قابل دسترسی به آرامی خم می شود

حرکت آهسته و محتاطانه برای جلوگیری از آسیب

ما رفتار مقاومت را در طول این فرآیند متوجه می‌شویم:

پرش های ناگهانی به مقاومت بی نهایت (وضعیت مدار باز)

افت ناگهانی مقاومت (کوتاه کردن بین آثار)

نوسانات نامنظم (بی ثباتی تماس متناوب)

حتی یک تغییر شکل مکانیکی جزئی می تواند رد شکسته را باز یا بسته کند و عیب را در زمان واقعی آشکار کند.

یک LCR متر می تواند با تشخیص تغییرات امپدانس کوچکی که ممکن است در یک اهم متر معمولی دیده نشود، حساسیت بهتری ایجاد کند.

بازرسی بصری با بزرگنمایی
بازرسی بصری دقیق با آزمایش الکتریکی همراه است.

با استفاده از یک منبع نور قدرتمند و بزرگنمایی، سطح گرمایش برای نشانه های فیزیکی آسیب، به ویژه در مناطق تحت تنش بررسی می شود.

مناطق بازرسی بحرانی عبارتند از:

اتصالات لحیم کاری و لنت پایان

نواحی خمشی مدارهای انعطاف پذیر

کناره های مونتاژ بخاری

نواحی شعاع صفحه تیز

نقاط انتقال بین قطعات صلب و انعطاف پذیر

علائم بصری معمول شکست عبارتند از:

شکستگی های ظریف در مسیرهای رسانا

تغییر رنگ جزئی در امتداد خطوط شکستگی

بلند کردن موضعی یا حباب زدن لایه های لمینت.

تغییرات ظریف در بافت سطح

تشکیل ترک اغلب بسیار خوب است و ممکن است فقط در نور مایل قابل توجه باشد.

محل‌های خرابی مدار گرمکن چاپی رایج
خطاهای متناوب در مکان های غلظت تنش مکانیکی یا حرارتی از نظر آماری احتمال بیشتری دارند.

نقاط شکست رایج عبارتند از:

آثار در اطراف شعاع های باریک خم می شوند

پدهای اتصال نقطه ورودی برق

مکان های مجاور گیره ها یا اتصال دهنده ها

مناطق با چرخه انبساط مکرر صفحه

این مکان ها در طول چرخه گرما تحت استرس بیشتری هستند. این باعث می شود که احتمال رشد ریزشکستگی ها در طول زمان بیشتر شود.

تعمیر در مقابل تعویض
هنگامی که محل مشکل مشخص شد، اقدام تعمیر به شدت و دسترسی بستگی دارد.

تعمیر (در برخی موارد)
اگر ترک کوچک و قابل دسترس باشد:

یک ماده پل را می توان به عنوان اپوکسی نقره رسانا اعمال کرد.

تداوم الکتریکی را می توان بر روی اثر آسیب دیده دوباره برقرار کرد.

یک عایق الکتریکی و چسب حفاظت مکانیکی نوار کاپتون را می توان اضافه کرد

به طور کلی، این روش فقط برای نقص‌های کوچک-مشخص می‌شود.

راه حل بلند مدت
تعویض بخاری قابل اطمینان ترین راه حل درازمدت برای اکثر شرایط کوتاه مدت متناوب در نظر گرفته می شود زیرا:

خطر تکثیر ناشی از خستگی

ترک های ثانویه پنهان شد

یکپارچگی مکانیکی-دراز مدت کمتر

اگر درمان موفقیت آمیز انجام شده باشد، مناطق اطراف ممکن است تحت استرس و تضعیف دوچرخه سواری استرس قرار گرفته باشند.

چرا تشخیص خطای متناوب دشوار است
چالش خرابی های الکتریکی متناوب بودن آنهاست و به موارد زیر بستگی دارد:

انبساط در اثر دما

خمش مکانیکی

آرامش استرس در طول زمان

جداسازی تماس در مقیاس نانو

یک مدار می تواند از نظر استاتیک به درستی تست شود و در عملکرد واقعی از کار بیفتد.

بنابراین، ترکیب روش‌های تشخیصی الکتریکی و مکانیکی برای جداسازی دقیق خطا حیاتی است.

توقف خرابی بخاری انعطاف پذیر آینده
تمام بخاری های چاپی انعطاف پذیر عمر خستگی مکانیکی محدودی دارند، اگرچه قابلیت اطمینان را می توان با موارد زیر افزایش داد:

اجتناب از شعاع خمش تنگ در هنگام نصب

اطمینان از صافی ثابت سطح صفحه

کاهش افراط در چرخه حرارتی

از استرس مکانیکی در خروجی کابل جلوگیری کنید

کاهش فشار انتهایی صحیح

ویژگی های طراحی که تنش مکانیکی را کاهش می دهد، فوراً طول عمر را افزایش می دهد.

خلاصه
تعیین محل اتصال کوتاه متناوب در مدار گرمکن چاپی انعطاف پذیر به اندازه گیری های الکتریکی، خم شدن مکانیکی کنترل شده و بازرسی بصری جامع نیاز دارد. در طول تغییر شکل ملایم، نظارت بر مقاومت معمولاً ناپیوستگی‌های پنهان را نشان می‌دهد که در شرایط استاتیک قابل مشاهده نیستند.

شرایط کوتاه متناوب در صفحه بخاری چاپی انعطاف‌پذیر معمولاً به دلیل ترک‌های میکرو{0}}یا لایه‌برداری ردپای رسانا، معمولاً در مناطق با تنش بالا مانند خم‌ها و انتهایی ایجاد می‌شود.

با مشاهده دقیق و آزمایش کنترل شده، اغلب ممکن است این موضوع دقیقاً مشخص شود و یک شکست غیرقابل پیش بینی به یک نقص کاملاً قابل تشخیص تبدیل شود.

همچنین مدارهای گرمایش چاپی در داخل یک پاکت خستگی مکانیکی قرار دارند. در نهایت طول عمر توسط بارهای حرارتی و خمشی تعیین می شود.