穿戴式发热平面电阻膜封装系统设计
2021-05-12陈明中
信息记录材料 2021年3期
陈明中,万 方
(无锡优波生命科技有限公司 江苏 无锡 214028)
1 热阻测定与计算
电阻膜封装系统确定之后,其热阻将维持在一个稳态数值上。对封装系统热阻系数具有显著影响的因素包括,构成封装所需要的每一层材质、厚度,封装工艺,热传导系数等。采用封装系温升20℃(室温20℃,当温升到40℃时人会有明显体感)需要60s对应的功率密度,作为热阻的表达方式,表达封装系统的升温速度。同类封装系统,可以快速摸底,形成经验值[1-2]。
具体测定方式为,对已经完成的稳态电阻膜,测定其电阻,从1×10-2W/m2~15×10-2W/m2中取若干点,求出应预置的电压,快速找到温升20℃低于1min和高于1min的电压值,将测试结果,按照功率密度倒数(单位:m2/W)、温升20℃对应的时间(单位:s)做散点图,求截距过0点的一元一次拟合公式;依照公式求出温升20℃需要60s对应的功率密度值。前期完成测定的两种封装系,热阻系数分别为 5.738×10-2W/m2,6.56×510-2W/m2。
常规平面电阻膜左右两端为电极,中心区域为平面电阻膜,见图1。

图1 平面电阻膜示意
功率密度的常规计算公式如下:

式中,
E为电阻膜的功率密度,单位:W/m2;
Px为平面电阻膜的功率,单位:W;
dp为电阻膜上与电流平行方向上的间距,单位:m;
dv为电阻膜上与电流垂直方向上的间距,单位:m。
如上介绍了一正一反两种方式求得功率密度,可以快速验证设计指标确定的合理性。
2 方阻测定与计算
电阻膜的材料、工艺、膜厚确定之后,任意尺寸正方形平面膜上电阻值相同,是一个恒定值。方阻代表了电阻膜的发热能力,也就是做功能力。……
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