mwirth-epo/epo-nmt-datasets huggingface dataset:
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа обработки определения растрескивания, чтобы устройство 1 определения растрескивания определяло, растрескивается ли каждый элемент, для которого выполнялся анализ разрушения при аварии.
FIG. 3 is a flowchart of fracture determination processing for the fracture determination device 1 to determine whether each element for which the crash analysis has been run will fracture.
3, главным образом выполняется блоком 20 обработки во взаимодействии с каждым элементом устройства 1 определения растрескивания на основе программы, сохраненной заблаговременно в блоке 12 хранения.
The fracture determination processing shown in FIG. 3 is performed mainly by the processing unit 20 in cooperation with each element of the fracture determination device 1 on the basis of the program stored in advance in the storage unit 12.
Прежде всего, блок 21 получения информации получает информацию 121 о базовом значении предела формовки из блока 12 хранения (S102), к тому же, получая входную информацию, в том числе, свойство материала, такое как предел прочности на разрыв, толщина листа и размер элемента, из блока 12 хранения (S101).
First, the information acquisition unit 21 acquires the reference forming limit value information 121 from the storage unit 12 (S102) as well as acquiring the input information including the material property, such as the tensile strength, the sheet thickness, and the element size from the storage unit 12 (S101).
Затем, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, полученным посредством обработки на S101, на основе информации 121 о базовом значении предела формовки, полученной посредством обработки на S102 (S103).
Next, the reference forming limit value generation unit 22 generates a reference forming limit value corresponding to the material property and the sheet thickness acquired by the processing at S101 on the basis of the reference forming limit value information 121 acquired by the processing at S102 (S103).
Более точно, например, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, выбирая одну группу базовых значений предела формовки из множества групп базовых значений предела формовки хранимых в блоке 12 хранения, на основе комбинации свойства материала и толщины листа, включенных во входную информацию 120. базовое значение предела формовки множества групп, включенных в информацию 121 о базовом значении предела формовки, является фактически измеренным значением.
Specifically, for example, the reference forming limit value generation unit 22 generates a reference forming limit value corresponding to the material property and sheet thickness by selecting one group of reference forming limit values from a plurality of groups of reference forming limit values stored in the storage unit 12 on the basis of a combination of the material property and sheet thickness included in the input information 120.
Кроме того, например, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, корректируя одну группу базовых значений предела формовки, хранимых в блоке 12 хранения, фактически измеренными значениями в соответствии со свойством материала и толщиной листа.
Further, for example, the reference forming limit value generation unit 22 generates a reference forming limit value corresponding to the material property and sheet thickness by correcting the one group of reference forming limit values stored in the storage unit 12 by actually measured values in accordance with the material property and sheet thickness.
Блок 22 формирования базового значения предела формовки сначала формирует значение предела формовки по теоретической формуле Сторена-Райса.
The reference forming limit value generation unit 22 first generates a forming limit value from the Storen-Rice theoretical formula.
Затем, блок 22 формирования базового значения предела формовки формирует базовое значение предела формовки, соответствующее свойству материала и толщине листа, сдвигая значение предела формовки, сформированное из теоретической формулы Сторена-Райса в соответствии с фактически измеренным значением, на основе фактически измеренного значения, хранимого в блоке 12 хранения в качестве величины сдвига, в соответствии со свойством материала и толщиной листа.
Next, the reference forming limit value generation unit 22 generates a reference forming limit value corresponding to the material property and sheet thickness by shifting the forming limit value generated from the Storen-Rice theoretical formula in accordance with the actually measured value on the basis of the actually measured value stored in the storage unit 12 as the shift amount in accordance with the material property and sheet thickness.
Затем, блок 23 формирования целевого значения предела формовки формирует целевое значение предела формовки, указывающее значение предела формовки при размере элемента, полученном посредством обработки на S101, изменяя базовое значение предела формовки, сформированное обработкой на S103 из выражения прогнозирования значения предела формовки, представленного в выражениях с (1) по (4) (S104).
Next, the target forming limit value generation unit 23 generates a target forming limit value indicating the forming limit value in the element size acquired by the processing at S101 by changing the reference forming limit value generated by the processing at S 103 by the forming limit value prediction expression represented in expressions (1) to (4) (S104).
Затем, блок 24 выполнения анализа выполняет анализ разрушения при аварии транспортного средства, такого как автомобиль, созданного из стального материала, посредством FEM, пользуясь данными сетки, хранимыми в блоке 12 хранения, на основе входной информации, полученной из обработки на S101 (S105).
Next, the analysis running unit 24 runs the crash analysis of a vehicle, such as an automobile, formed by the steel material by the FEM by using mesh data stored in the storage unit 12 on the basis of the input information acquired by the processing at S101 (S 105).
Блок 24 выполнения анализа последовательно выдает информацию об изменении формы, в том числе, смещение точки контакта, деформацию элемента и напряжение элемента, для каждого элемента в результате выполнения анализа.
The analysis running unit 24 sequentially outputs deformation information including the displacement of a contact point, the strain of the element, and the stress of the element for each element as results of running the analysis.
Затем, блок 25 определения главной деформации определяет максимальную главную деформацию, ε1, и минимальную главную деформацию, ε2, каждого элемента, включенного в информацию об изменении формы, выведенную из обработки на S105 (S106).
Next, the principal strain determination unit 25 determines the maximum principal strain ε1 and the minimum principal strain ε2 of each element included in the deformation information output by the processing at S105 (S106).
Затем, блок 26 определения растрескивания определяет, будет ли ломаться каждый элемент, на основе максимальной главной деформации ε1 и минимальной главной деформации ε2 каждого элемента, определенных обработкой на S106, и целевой линии предела формовки, заданной целевым значением предела формовки, сформированным обработкой на S103 (S107).
Next, the fracture determination unit 26 determines whether each element will fracture on the basis of the maximum principal strain ε1 and the minimum principal strain ε2 of each element determined by the processing at S106 and the target forming limit line specified by the target forming limit value generated by the processing at S103 (S107).
Блок 26 определения растрескивания определяет, что элемент не растрескивается, когда точка на графике, определенная максимальной главной деформацией, ε1, и минимальной главной деформацией, ε2, не превышает пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки, и определяет, что элемент растрескивается, когда точка на графике, определенная максимальной главной деформацией, ε1, и минимальной главной деформацией, ε2, превышает пороговое значение, заданное целевой линией предела формовки.
The fracture determination unit 26 determines that the element will not fracture when the plot point determined by the maximum principal strain ε1 and the minimum principal strain ε2 does not exceed a threshold value given by the target forming limit line and determines that the element will fracture when the plot point determined by the maximum principal strain ε1 and the minimum principal strain ε2 exceeds the threshold value given by the target forming limit line.
В одном из примеров, целевая линия предела формовки получается посредством арифметической операции в виде выражения аппроксимации целевого значения предела формовки.
In one example, the target forming limit line is obtained by arithmetic operation as an approximation expression of the target forming limit value.
Затем, определяется, что элемент растрескивается (S107 - Да), блок 26 определения растрескивания выводит информацию о растрескивании элемента, указывающую, что элемент растрескивается, в блок 24 выполнения анализа (S108).
Next, it is determined that the element will fracture (S107 - YES), the fracture determination unit 26 outputs element fracture information indicating that the element will fracture to the analysis running unit 24 (S108).
Блок 24 выполнения анализа может стирать элемент, определенный ломающимся, другими словами, может удалять элемент из данных анализа разрушения при аварии.
The analysis running unit 24 may erase the element determined to fracture, in other words, may delete the element from the crash analysis data.
Затем, блок 27 вывода результатов анализа выдает информацию об изменении формы, последовательно выводимую блоком 24 выполнения анализа (S109).
Next, the analysis result output unit 27 outputs the deformation information sequentially output by the analysis running unit 24 (S109).
Затем, блок 24 выполнения анализа определяет, создано ли предопределенное условие завершения анализа (S110).
Next, the analysis running unit 24 determines whether a predetermined analysis termination condition is established (S I 10).
Время завершения анализа получается из входных данных.
The analysis termination time is acquired from the input data.
До тех пор, пока не определено, что создано условие завершения анализа, обработка повторяется.
Until it is determined that the analysis termination condition is established, the processing is repeated.
(Работа и эффект устройства определения растрескивания согласно первому варианту осуществления)
(Working and effect of fracture determination device according to first embodiment)
Настоящее изобретение относится к термоэлектрическим приборам и может быть использовано при изготовлении термоэлектрических охладителей, применяемых в радиоэлектронике, медицине и устройствах, которые эксплуатируются преимущественно в условиях многократного термоциклирования (нагрев - охлаждение).
The present invention relates to thermoelectric apparatuses and can be used for the production of thermoelectric coolers applicable in radio electronics, medicine, and devices which are exploited, preferably, in the conditions of repeatable temperature cycling (heating-cooling).
10.03.2009), предназначенный для эксплуатирования преимущественно в условиях многократного термоциклирования и содержащий ветви термоэлектрического материала, присоединенные коммутационными шинами к охлаждающей и теплоотводящей теплообменным керамическим платам.
It is known the thermoelectric cooler (TEC) (see RU Patent 81379 U1, IPC H01L35/28, published 10.03.2009) for use advantageously under repeated thermocycling, comprising legs of thermoelectric material connected via switch buses to cooling and ceramic heat wafers.
Каждая коммутационная шина расположена по крайней мере на одной из керамических плат и присоединена к ней посредством теплоконтактного соединения, выполненного в виде слоя упругого клеевого компаунда или с дополнительным адгезионным подслоем.
Each switch bus is mounted on at least one of the ceramic wafers and is attached thereto by means of a thermal contact connection made as a layer of an elastic adhesive compound or with an additional adhesive sub-layer.
- припаивают к нижней керамической плате с ветвями термоэлектрического материала верхнюю керамическую плату с приклеенными коммутационными шинами.
The method of production of the known cooler includes the following: soldering legs of the thermoelectric material to switch buses of the lower ceramic wafer of the TEC, applying the adhesive layer on the top ceramic wafer by the screen printing, adhering the switch buses to the top ceramic wafer, soldering the top ceramic wafer with the switch buses adhered thereto to the lower ceramic wafer with the legs of the thermoelectric material.
Данный способ изготовления имеет ряд существенных недостатков.
This method of production has several important drawbacks.
Для него требуется отдельное изготовление коммутационных шин с соответствующим покрытием под пайку на ветви термоэлектрического материала.
This method requires the individual production of switch buses with a respective soldering coating on a thermoelectric material leg.
Сам процесс приклеивания коммутационных шин на верхнюю керамическую плату является трудоемким.
Adhering the switch buses to the top ceramic wafer is a laborious process.
А во время пайки коммутационных шин на ветви термоэлектрического материала происходит значительное температурное воздействие (более 200°С) на клеевой компаунд.
While soldering the switch buses, the adhesive compound on the thermoelectric material leg undergoes a significant temperature impact (above 200°C).
Кроме того, известный способ относится к так называемым «большим» ТЭО, которые имеют достаточно большие геометрические размеры (размер сечения ветвей у них составляет 1×1 мм2 и более, а размер керамики – более 15×15 мм2).
In addition, the known method relates to so-called "large-size" TECs having quite large geometrical dimensions (legs of such modules have a section size of 1×1mm2 and more, and the ceramic elements have dimensions of more than 15×15mm2).
Большие размеры ветвей и керамики облегчают сборку таких ТЭО, так как в этом случае можно использовать токопроводящие дорожки в виде отдельных элементов («шин»), которые из-за больших размеров легко позиционируются и потом склеиваются с остальными частями ТЭО.
Large legs and ceramics facilitate the assemblage of such TECs because, in this case, it gives a way to use conductive traces in the form of individual components ("buses") which, due to large dimensions, are easily installed and adhered to the rest of the TEC parts.
В качестве прототипа выбран известный способ изготовления термоэлектрических микроохладителей (см. патент США US 6127619, МПК H01L 35/28, H01L 35/34, опубл.
Chosen as a prototype is the known method for producing thermoelectric micro-coolers (see US Patent 6127619, IPC H01L 35/28, H01L 35/34, published on 03.10.2000), comprising fabricating conductive traces on the first ceramic wafer, fabricating legs of thermoelectric material on the conductive traces of the first ceramic wafer, fabricating the layer of a topology of conductive traces on the legs of thermoelectric material, affixing the second ceramic wafer atop of the conductive traces.
Недостатком этого способа изготовления термоэлектрических микроохладителей является неподготовленность к условиям многократных термоциклирований получаемых микроохладителей.
The shortcoming of this method for producing thermoelectric micro-coolers is the unpreparedness for repeatable temperature cycling of finished micro-coolers.
Кроме того, в случае микроохладителей использование отдельных коммутационных шин сопряжено с рядом трудностей, связанных с малостью размеров этих шин, в процессе их изготовления, позиционирования и приклейки.
Moreover, in micro-coolers the use of individual switch buses is associated with several complications in terms of small dimensions and the production, positioning and adhering process of such buses.
Техническая проблема, на разрешение которой направлено изобретение, заключается в создании термоэлектрического охладителя миниатюрных размеров повышенной надежности.
The object of the present invention is to address the technical problem by providing a miniature thermoelectric cooler with improved reliability.
Технический результат, достигаемый при решении технической проблемы, заключается в упрощении изготовления токопроводящего слоя и его позиционирования на ветвях термоэлектрического материала и в повышении термоциклической устойчивости ТЭО за счет исключения термического воздействия на эластичный теплопроводящий клей.
The technical effect achieved by the present invention serves the purpose of facilitating the production and positioning of a conductive layer on legs of thermoelectric material and of improving the thermal cycling resistance of TEC by excluding the thermal impact on elastic heat-conducting adhesive.
Технический результат достигается за счет того, что способ изготовления термоэлектрического микроохладителя включает в себя этапы, на которых формируют первый токопроводящий слой, содержащий токопроводящие дорожки, на первой керамической плате; припаивают ветви термоэлектрического материала на токопроводящие дорожки первого токопроводящего слоя: формируют второй токопроводящий слой, содержащий токопроводящие дорожки, на временной плате: припаивают токопроводящие дорожки второго токопроводящего слоя к ветвям термоэлектрического материала; наносят защитное покрытие на ветви термоэлектрического материала и на паяные соединения; травят временную плату; наносят слой эластичного теплопроводящего клея на вторую керамическую плату; приклеивают вторую керамическую плату к токопроводящим дорожкам второго токопроводящего слоя.
The technical effect is achieved by that the method of production of a thermoelectric micro-cooler includes forming on a first ceramic wafer a first conductive layer containing conductive traces; soldering legs of thermoelectric material to the conductive traces of the first conductive layer, forming on a temporary wafer a second conductive layer containing conductive traces: soldering the conductive traces of the second conductive layer to the legs of thermoelectric material; applying to the legs of thermoelectric material and soldered joints a protective coating; etching the temporary wafer; applying onto the second ceramic wafer an elastic conductive adhesive layer; adhering the second ceramic wafer to the conductive traces of the second conductive layer.
Опционально, между этапом травления временной платы и этапом нанесения слоя эластичного теплопроводящего клея на вторую керамическую плату дополнительно наносят адгезионный слой на токопроводящие дорожки второго токопроводящего слоя и на вторую керамическую плату.
Optionally, an additional step of applying an adhesive layer onto the conductive traces of the second conductive layer and onto the second ceramic wafer is provided between the step of etching the temporary wafer and the step of applying onto the second ceramic wafer the layer of elastic conductive adhesive.
Кроме того, одновременно с этапом приклеивания второй керамической платы к токопроводящим дорожкам второго токопроводящего слоя дополнительно осуществляют контроль толщины клеевого слоя.
Further, in parallel with the step of adhering the second ceramic wafer to the conductive traces of the second conductive layer, a step of controlling an adhesive layer thickness is additionally conducted.
Во втором варианте осуществления способ изготовления термоэлектрического микроохладителя включает в себя этапы, на которых формируют первый токопроводящий слой, содержащий токопроводящие дорожки, на первой керамической плате; припаивают ветви термоэлектрического материала на токопроводящие дорожки первого токопроводящего слоя; формируют второй токопроводящий слой, содержащий токопроводящие дорожки, на временной плате; припаивают токопроводящие дорожки второго токопроводящего слоя к ветвям термоэлектрического материала; механически удаляют временную плату; наносят слой эластичного теплопроводящего клея на вторую керамическую плату; приклеивают вторую керамическую плату к токопроводящим дорожкам второго токопроводящего слоя.
In accordance with a second embodiment, the method of production of the thermoelectric micro-cooler includes forming on a first ceramic wafer a first conductive layer containing conductive traces; soldering legs of thermoelectric material to the conductive traces of the first conductive layer; forming on a temporary wafer a second conductive layer containing conductive traces; soldering the conductive traces of the second conductive layer to legs of thermoelectric material; mechanically removing the temporary wafer; applying an elastic conductive adhesive layer onto the second ceramic wafer; adhering the second ceramic wafer to the conductive traces of the second conductive layer.
Далее настоящее изобретение поясняется чертежами, на которых приведены этапы реализации способа изготовления термоэлектрического микроохладителя.
Next, the present invention will be described in details with references to the drawings showing steps of the method of production of a thermoelectric micro-cooler.
1 изображен этап пайки ветвей термоэлектрического материала на токопроводящие дорожки первого токопроводящего слоя.
Fig. 1 is a step of soldering legs of thermoelectric material to conductive traces of a first conductive layer.
2 изображен этап формирования второго токопроводящего слоя, содержащего токопроводящие дорожки, на временной плате.
Fig. 2 is a step of forming on a temporary wafer a second conductive layer containing conductive traces.
На фиг.3 изображен этап пайки токопроводящих дорожек второго токопроводящего слоя к ветвям термоэлектрического материала.
Fig. 3 is a step of soldering the conductive traces of the second conductive layer to legs of thermoelectric material.
На фиг.4 изображен этап травления временной платы.
Fig. 4 is a step of etching the temporary wafer.
На фиг.5 изображен общий вид микроохладителя после этапа травления.
Fig. 5 is an overview of the micro-cooler after the etching step.
На фиг.6 изображен этап приклеивания второй керамической платы.
Fig. 6 is a step of adhering the second ceramic wafer.
На фиг.7 показан сравнительный график результатов испытаний термоэлектрических охладителей.
Fig. 7 is a comparative plot of test results for thermoelectric coolers.
Способ реализуется следующим образом.
The method is implemented as described below.
На первой керамической плате (1), представляющей собой подложку из керамического материала, формируют первый токопроводящий слой, содержащий первые токопроводящие дорожки (2).
On s first ceramic wafer (1) which is a substrate of a ceramic material, a first conductive layer containing first conductive traces (2) is formed.
К токопроводящим дорожкам сформированного токопроводящего слоя (2) припаивают ветви термоэлектрического материала N- (3) и P-типа (4) с помощью припойной пасты (5).
Legs of thermoelectric material of N- (3) and P-type (4) are soldered to the conductive traces on the formed conductive layer (2) using solder paste (5).
Затем к ветвям термоэлектрического материала (3) и (4) припаивают временную плату (6) с сформированным на ней вторым токопроводящим слоем, содержащим вторые токопроводящие дорожки (7).
Then, a temporary wafer (6) with a second conductive layer formed thereon containing second conductive traces (7) is soldered to the legs (3) and (4) of thermoelectric material.
В качестве временной платы (6) может быть использован полиимид, лавсан или другой материал, который в данной технологии является временным носителем токопроводящих дорожек (7) и дальше подлежит удалению механическим или химическим способом.
The temporary wafer (6) can be polyimide, lavsan or any other material which in the context of the described technique is a temporary support of the conductive traces (7) and further has to be mechanically or chemically removed.