IT8922500A1 - PRINTED CIRCUIT THERMOCOUPLE SYSTEMS FOR PERSONNEL TRAINING AND EQUIPMENT EVALUATION PURPOSES AND METHODS FOR MAKING AND USING THE SAME. - Google Patents
PRINTED CIRCUIT THERMOCOUPLE SYSTEMS FOR PERSONNEL TRAINING AND EQUIPMENT EVALUATION PURPOSES AND METHODS FOR MAKING AND USING THE SAME. Download PDFInfo
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce a termocoppie che sono usate in congiunzione con schede a circuito stampato per addestramento del personale nella saldatura/dissaldatura di conduttori di componenti circuitali rispetto a schede a circuito stampato, come pure per condurre un'analisi quantitativa delle operazioni di pulizia, preriscaldamento, e saldatura a punti di componenti montati su schede a circuito stampato. In particolare, l'invenzione si riferisce alla formazione di termocoppie per tali scopi attraverso tecniche standard di costruzione di schede a circuito stampato, in opposizione a tecniche standard, come pure alla maniera in cui esse possono essere fatte e usate per simulare un'ampia variet? di tipi di schede circuitali, topografie piane e configurazioni di assemblaggio. The present invention relates to thermocouples which are used in conjunction with printed circuit boards for personnel training in soldering / desoldering conductors of circuit components versus printed circuit boards, as well as for conducting a quantitative analysis of cleaning operations, preheating, and spot welding of components mounted on printed circuit boards. In particular, the invention relates to the formation of thermocouples for such purposes through standard printed circuit board construction techniques, as opposed to standard techniques, as well as the manner in which they can be made and used to simulate a wide variety ? of circuit board types, plane topographies and assembly configurations.
Nel brevetto USA No. 4,224,744 della stessa richiedente sono descritti un circuito elettrico per l'insegnamento della saldatura e una scheda circuitale pratica per il suo uso con esso, in cui una scheda di addestramento provvista di terminali e in cui una pluralit? di dispositivi di rilevamento di temperatura associati ai rispettivi terminali ? prevista in corrispondenza di ciascun terminale dove la saldatura di una giunzione ? tentata per monitorare il comportamento di un allievo o altra persona le cui capacit? di riparazione vengono valutate. In U.S. Patent No. 4,224,744 of the same Applicant there is disclosed an electrical circuit for teaching welding and a practical circuit board for its use with it, in which a training board provided with terminals and in which a plurality of terminals is provided. of temperature sensing devices associated with the respective terminals? provided at each terminal where the welding of a joint? attempted to monitor the behavior of a pupil or other person whose abilities? repairs are evaluated.
Una forma descritta di mezzi di rilevamento di temperatura consiste nella fornitura di termocoppie in corrispondenza di ciascuno di una pluralit? di fori passanti in una scheda a circuito stampato. Queste termocoppie includono un primo conduttore, quale un rame non elettrico, che ? disposto attraverso i fori in modo da formare piedini o terre a ciascuno dei Lati opposti della scheda a circuito stampato, e un fogLio metallico o filo di ferro o costantana o altro metallo conduttore diverso da queLlo disposto nei fori passanti che ? attaccato a uno dei piedini o terre nel conduttore placcato, per cui ? formata una giunzione a termocoppia. Per La formazione di queste giunzioni a termocoppia ? reso noto L'uso di tecniche ad arco elettrico, riscaldamento a fiamma, saldatura, brasatura, bordatura, saldatura di testa. Inoltre, mentre questo brevetto indica che il suo contenuto ? anche applicabile alla dissaldatura , alla saldatura, ecc., come pure a connessioni circuitali diverse da quelle su una scheda a circuito stampato singola o a due facce, quali piastre multistrato, circuiti stampati ceramici, ecc., e vari terminali come fori passanti placcati, fori non supportati, passaggi ad imbuto, passaggi ad asola, passaggi verticali, ecc., non sono presentate strutture, tecniche o applicazioni che siano dirette aLLa emulazione di un ampio assortimento di topografie, tipi e configurazioni di assemblaggio per schede circuitali, che variano per tipo di componente, materiale di substrato, caratteristiche termiche e altri fattori, o all'appLicazione di questi aLLo sviluppo, valutazione, monitoraggio e regolazione di processi "influenti termicamente" di produzione, ritrattamento o riparazione e apparecchiature usate allo scopo, ossia per saldare/dissaLdare, preriscaLdare, saldare a punti, ecc. One disclosed form of temperature sensing means is the provision of thermocouples at each of a plurality of materials. of through holes in a printed circuit board. These thermocouples include a first conductor, such as a non-electrical copper, which? disposed across the holes to form pins or earths at each of the opposite sides of the printed circuit board, and a sheet metal or wire or constantan or other conductive metal other than that disposed in the through holes which is attached to one of the pins or lands in the plated conductor, for which? formed a thermocouple junction. For the formation of these thermocouple junctions? disclosed The use of electric arc techniques, flame heating, welding, brazing, edging, butt welding. Furthermore, while this patent indicates that its content? also applicable to desoldering, soldering, etc., as well as to circuit connections other than those on a single or double-sided printed circuit board, such as multilayer plates, ceramic printed circuits, etc., and various terminals such as plated through holes, holes unsupported, funnel passages, slot passages, vertical passages, etc., no structures, techniques or applications are presented that are directed at emulating a wide assortment of circuit board topographies, types and assembly configurations, which vary by type of component, substrate material, thermal characteristics and other factors, or the application of these to the development, evaluation, monitoring and regulation of "thermally influencing" manufacturing, reprocessing or repair processes and equipment used for the purpose, i.e. to weld / solder , preLdare, spot weld, etc.
Il brevetto USA No. A,224,744 della stessa Richiedente presenta anche in dettaglio i vari fattori che si scontrano con la capacit? di realizzare operazioni di ritrattamento e riparazione di elevata qualit? su montaggi elettronici, e questa descrizione ? qui incorporata per riferimento per scopi di brevit?. Questi fattori non includono solo iL fattore umano, per il quaLe L'addestramento a ottenere le richieste-capacit? e esperienza per consentire all operatore di osservare il Lavoro e reagire in modo appropriato neLLa manipolazione deL ferro di saldatura o altri dispositivi di ritrattamento e riparazione ? la migliore assicurazione, ma includono anche altri fattori che non dipendono dall?operatore, quali Le caratteristiche del dispositivo di ritrattamento e riparazione per esempio un ferro di saldatura con La sua temperatura normale di punta, la velocit? di ripristino, ecc., e caratteristiche del componente e della scheda a circuito stampato, quali temperatura, conduttivit? termica, caLore specifico, ecc. The US patent No. A, 224,744 of the same Applicant also presents in detail the various factors that clash with the capacity? to carry out high quality reprocessing and repair operations? about electronic montages, and this description? incorporated herein by reference for patent purposes. These factors do not include only the human factor, for which training to obtain the required skills? and experience to enable the operator to observe the work and react appropriately in handling the soldering iron or other reprocessing and repair devices? the best insurance, but they also include other factors that do not depend on the operator, such as the characteristics of the reprocessing and repair device for example a soldering iron with its normal peak temperature, speed? recovery, etc., and characteristics of the component and the printed circuit board, such as temperature, conductivity? thermal, specific heat, etc.
Come risultato, per l'appropriato addestramento e valutazione del personale, ? desiderabile essere in grado di simulare il pi? realisticamente possibile un ampio campo di circostanze che un operatore ? in grado di incontrare. Inoltre, anche con il migliore degli addestramenti sussiste la possibilit? di surriscaldare il pezzo, come risultato di eccessivo tempo o temperatura di permanenza, tali da causare il danneggiamento della piastra a circuito stampato nella forma di piedini sollevati, danneggiamento ai fori passanti placcati, o, in caso estremo, danneggiamento al laminato in fibra di vetro, ecc., come risultato di fattori collegati con l'attrezzatura. Cosi ? anche desiderabile fornire un mezzo col quale possano essere valutate nuove attrezzature, particolarmente attrezzature automatiche, attraverso l?analisi del profilo di temperatura al quale, per esempio, ? sottoposta una giunzione durante un processo di saldatura/dissaldatura. As a result, for the proper training and evaluation of personnel,? desirable to be able to simulate the pi? realistically possible a wide range of circumstances that an operator? able to meet. Furthermore, even with the best of trainings there is the possibility? overheating the workpiece, as a result of excessive residence time or temperature, causing damage to the printed circuit board in the form of raised pins, damage to the plated through holes, or, in the extreme case, damage to the fiberglass laminate , etc., as a result of factors related to the equipment. So ? It is also desirable to provide a means by which new equipment, particularly automatic equipment, can be evaluated by analyzing the temperature profile at which, for example,? undergoes a joint during a soldering / desoldering process.
Il metodo consueto di ispezione delle giunzioni saldate ? visivo. Comunque un simile metodo di analisi qualitativa ? inefficace poich? l'aspetto fisico di una giunzione saLdata, dopo che ? stata fatta, non d? una indicazione reale della massima temperatura raggiunta dalla giunzione o di quanto a lungo ? stata mantenuta a quella temperatura. D'altro canto, per ottenere una analisi quantitativa delle condizioni di temperatura alle quali ? soggetta una giunzione, le termocoppie devono essere attaccate ai piedini del circuito e/o ai conduttori dei componenti, cosi che le temperature possano essere registrate utilizzando un sistema computerizzato di trasferimento di dati. Comunque, l'attacco di termocoppie a terminali o piedini, usualmente fatto con saldatura a punti, ? un compito difficile, e se devono essere realizzate saldature multiple, il compito diviene gravoso e costoso poich? ciascuna termocoppia costa circa 5$. The usual method of inspecting welded joints? visual. Anyway a similar method of qualitative analysis? ineffective since? the physical appearance of a welded joint, after what? been made, not d? a real indication of the maximum temperature reached by the junction or how long? been kept at that temperature. On the other hand, to obtain a quantitative analysis of the temperature conditions under which? subject to a junction, thermocouples must be attached to circuit pins and / or component leads so that temperatures can be recorded using a computerized data transfer system. However, the attachment of thermocouples to terminals or pins, usually done with spot welding,? a difficult task, and if multiple welds have to be made, the task becomes cumbersome and costly as it? each thermocouple costs about $ 5.
Uno scopo della presente invenzione ? quello di fornire una costruzione e un processo a termocoppia che permetta ad un ampio assortimento di tipi di schede a circuito stampato, topografie e configurazioni di assemblaggio, variabili per tipo di componente, materiale di substrato, caratteristiche termiche e altri fattori, di essere emulato semplicemente e a poco costo. A purpose of the present invention? to provide a thermocouple construction and process that allows a wide assortment of printed circuit board types, topographies and assembly configurations, varying by component type, substrate material, thermal characteristics and other factors, to be emulated simply and at little cost.
Uno scopo particolare della invenzione ? adattare tecniche di costruzione di una scheda a circuito stampato standard allo scopo precedente. A particular purpose of the invention? to adapt standard printed circuit board construction techniques to the previous purpose.
Un altro importante scopo ? fornire processi con cui una costruzione a termocoppia in accordo con l'invenzione pu? essere utilizzata nello sviluppo, valutazione, monitoraggio e regolazione di processi influenti termicamente, apparecchiature per il trattamento e fattori umani associati. Another important purpose? provide processes by which a thermocouple construction in accordance with the invention can be used in the development, evaluation, monitoring and regulation of thermally influencing processes, processing equipment and associated human factors.
Un ulteriore scopo della presente invenzione ? quello di consentire analisi quantitative di profili di temperatura che saranno prodotti in complessi simulati di schede a circuito stampato durante la realizzazione di una reale produzione a influenza di temperatura, processi di ritrattamento e riparazione, quali saldatura, dissaldatura, pulizia, fusione, preriscaldamento, fissaggio a termocompressione, saldatura a punti e altri processi che possono influenzare termicamente tali assemblaggi allo scopo di valutare il processo e le apparecchiature per il trattamento e per L'addestramento o la ricertificazione del personale di riparazione, attraverso la misura di temperature sperimentate alle giunzioni di saldatura, terminali di componenti, e/o materiale di substrato di un complesso di schede a circuito stampato in una operazione di processo di prova. A further object of the present invention? to allow quantitative analysis of temperature profiles that will be produced in simulated complexes of printed circuit boards during the realization of a real temperature-influenced production, reprocessing and repair processes, such as soldering, desoldering, cleaning, melting, preheating, fixing heat compression, spot welding and other processes that can thermally affect these assemblies for the purpose of evaluating the process and equipment for treatment and for training or recertification of repair personnel, through the measurement of temperatures experienced at the weld joints , component terminals, and / or substrate material of a printed circuit board assembly in a test process operation.
I precedenti scopi dell'invenzione sono raggiunti in accordo con varie forme di realizzazione in cui uno strato di un primo materiale conduttore, quale rame, ? applicato a una prima superficie di un supporto elettricamente isolante, mentre un secondo strato di un secondo, dissimile, materiale conduttore, quale costantana, ? applicato a almeno un'altra superficie del supporto usando tecniche convenzionali di costruzione di una scheda a circuito stampato. In quei punti dove sono richieste giunzioni a termocoppia, sono ricavati dei fori attraverso gli strati conduttori e il materiale di supporto, e poi i due strati di conduttore sono connessi elettricamente mediante placcatura del primo materiale conduttore attraverso iL foro passante e su rispettive porzioni terminali di piedino degli strati conduttori. Le tensioni prodotte dalla termocoppia durante una operazione di produzione/riparazione/ritrattamento su un assemblaggio elettronico simulato pu? essere monitorata e usata per sviluppare, modificare o aggiustare lo svolgimento di processi influenti termicamente su di esso, addestrare il personale o valutare Le attrezzature. Numerosi differenti processi possono essere valutati includendo differenti permutazioni di configurazioni di massa termica, collocazioni e tipi di sorgente di calore e collocazioni di termocoppia. The foregoing objects of the invention are achieved in accordance with various embodiments in which a layer of a first conductive material, such as copper,? applied to a first surface of an electrically insulating support, while a second layer of a second, dissimilar, conductive material, such as constantan,? applied to at least one other surface of the support using conventional printed circuit board construction techniques. In those points where thermocouple junctions are required, holes are made through the conductive layers and the support material, and then the two conductor layers are electrically connected by plating the first conductive material through the through hole and on respective terminal portions of pin of the conductive layers. The voltages produced by the thermocouple during a manufacturing / repair / reprocessing operation on a simulated electronic assembly can? be monitored and used to develop, modify or adjust the conduct of thermally influencing processes, train personnel or evaluate equipment. Numerous different processes can be evaluated including different permutations of thermal mass configurations, locations and types of heat sources, and thermocouple locations.
Questi e ulteriori scopi, caratteristiche e vantaggi della presente invenzione diverranno piu ovvi a partire dalla seguente descrizione se presa in connessione con i disegni di accompagnamento che mostrano, solo a scopo di illustrazione, diverse forme di realizzazione in accordo con la presente invenzione. These and further objects, features and advantages of the present invention will become more obvious from the following description if taken in connection with the accompanying drawings which show, for illustration purposes only, different embodiments in accordance with the present invention.
La fig.1 ? una vista parziale in sezione trasversale di una costruzione a termocoppia a circuito stampato per una sempLice scheda circuitale avente un componente montato in foro passante; Fig. 1? a partial cross-sectional view of a printed circuit thermocouple construction for a simple circuit board having a component mounted in a through hole;
la fig.2 illustra, in sezione trasversale, una porzione della costruzione a termocoppia a circuito stampato per il monitoraggio della temperatura a entrambi i Lati di una scheda a circuito stampato a tre strati avente un componente montato in superficie; FIG. 2 illustrates, in cross section, a portion of the thermocouple circuit board construction for temperature monitoring on both sides of a three layer printed circuit board having a surface mounted component;
la fig.3 illustra, in sezione trasversale, una porzione della costruzione a termocoppia a circuito stampato per fornire un'analisi dettagliata del gradiente di temperatura di una scheda a circuito stampato multistrato; e FIG. 3 illustrates, in cross section, a portion of the printed circuit thermocouple construction for providing a detailed analysis of the temperature gradient of a multilayer printed circuit board; And
le figure da 4 a 6 illustrano strutture a fotomaschera rappresentative della produzione di termocoppie per circuito stampato in accordo con la presente invenzione, la fig.4 mostrando una struttura per DIP a 16 piedini con giunzioni a termocoppia per ciascun terminale e tracce di uguale ampiezza, la fig.5 anche mostrando una struttura per un DIP a 16 piedini ma con terre di varia dimensione o massa termica, e La fig.6 mostrando una struttura per un componente montato in superficie avente una configurazione di terra per produrre un complesso profilo di temperatura. Figures 4 to 6 illustrate photomask structures representative of the production of thermocouples for printed circuit boards in accordance with the present invention, Figure 4 showing a 16-pin DIP structure with thermocouple junctions for each terminal and traces of equal amplitude, Figure 5 also showing a structure for a 16-pin DIP but with earths of varying size or thermal mass, and Figure 6 showing a structure for a surface mounted component having an earth configuration to produce a complex temperature profile .
In fig.1 ? illustrato un sistema a termocoppia di base per fornire dati di temperatura risultanti da un'operazione di prova di ritrattamento, riparazione o produzione di una scheda a circuito stampato, includente per Lo meno un "processo influente termicamente", di un tipo che pu? essere usato per Lo scopo di addestrare studenti nella capacit? di saldare alla maniera del sopra notato brevetto USA No. 4,224,744 (che ? incorporato per riferimento), o per ricertificare personale di riparazione sperimentato, o nella valutazione di nuove apparecchiature per ritrattamento e riparazione. A questo riguardo, ? fatto rilevare che, per gli scopi di questa appLicazione, il termine "processo influente termicamente" ? usato per definire uno dei molti processi usati nel ritrattamento, riparazione o produzione di assemblaggi elettronici (quali saldatura, dissaldatura, pulitura, fusione, preriscaldamento, connessione a termocompressione, saldatura a punti, raffreddamento, ed altri processi inclusi neLla installazione, rimozione e ripristino di componenti montati in foro passante o superficie) che pu? influire sulla struttura, operabilit? e/o aspetto di ciascuna parte di un assemblaggio elettronico a causa degli effetti di temperatura. E' anche notato che, sebbene la costruzione delle forme di realizzazione di Fig.1-3 sia stata descritta con riferimento a solo una singola giunzione a termocoppia del sistema inventivo, dovrebbe essere apprezzato che un sistema a termocoppia per emulare un assemblaggio elettronico (includente semplici schede circuitali e schede neL processo di fabbricazione) in accordo con La presente invenzione comprender? per lo meno tanti lati di giunzione a termocoppia quanto ? il numero di conduttori dei vari componenti da utilizzare in congiunzione con essi. In fig. 1? illustrated a basic thermocouple system for providing temperature data resulting from a test operation of reprocessing, repairing or manufacturing a printed circuit board, including at least a "thermally influencing process," of a type that can be used. be used for the purpose of training students in the ability to weld in the manner of the aforementioned U.S. Patent No. 4,224,744 (which is incorporated by reference), or to recertify experienced repair personnel, or in the evaluation of new equipment for reprocessing and repair. In this regard,? pointed out that, for the purposes of this application, the term "thermally influencing process"? used to define one of the many processes used in the reprocessing, repair or manufacturing of electronic assemblies (such as soldering, desoldering, cleaning, melting, preheating, thermocompression connection, spot welding, cooling, and other processes included in the installation, removal and restoration of components mounted in through hole or surface) that can? affect the structure, operability? and / or appearance of each part of an electronic assembly due to temperature effects. It is also noted that although the construction of the embodiments of Fig. 1-3 has been described with reference to only a single thermocouple junction of the inventive system, it should be appreciated that a thermocouple system for emulating an electronic assembly (including simple circuit boards and boards in the manufacturing process) in accordance with the present invention will include at least as many thermocouple junction sides as? the number of conductors of the various components to be used in conjunction with them.
In particolare, il sistema a termocoppia a circuito stampato di Fig.1 comprende un supporto 1 elettricamente isolante che pu? essere il substrato di una scheda circuitale standard for-mata da resina epossidica rinforzata con vetro o altro materiale adatto. Uno strato di un primo materiale conduttore, quale rame, ? applicato aLla prima superficie del supporto 1, mentre un secondo strato di un secondo materiale conduttore, che ? differente daL primo materiale conduttore, quaLe costantana, ? applicato al Lato opposto del substrato 1. Questi strati di materiale conduttore sono formati utilizzando tecniche convenzionali di costruzione di una scheda a circuito stampato. Per esempio, un foglio di rame 3, approssimativamente di spessore 0,002 poLLici, ? Laminato all'altra estremit?. In quei luoghi dove sono richieste giunzioni a termocoppia, sono scavate delle cavit? tra i fogli e il substrato Laminato e poi porzioni terminali a piedino, nella forma di terre, sono definite attorno alle cavit? a entrambi i Lati del supporto 1, usando tecniche a fotomaschera. Rame non elettrico 7 ? poi placcato sui piedini, come definito dallo schema a fotomaschera, su entrambi i fogli di rame e costantana e attraverso le cavit?. La placca di rame 7 collega elettricamente e meccanicamente i fogLi di rame e costantana formando una giunzione di termocoppia del tipo a T. I segnali di monitoraggio delle porzioni di connessione e delle tracce di interconnessione che corrono tra le porzioni di monitoraggio del segnale e le terre sono poi formate su entrambi i fogli usando tecniche di fotomaschera e il foglio non desiderato di rame e costantana ? poi rimosso usando un appropriato agente di attacco chimico, quale cloruro di ferro, per completare Lo schema circuitale. In particular, the printed circuit thermocouple system of Fig.1 comprises an electrically insulating support 1 which can being the substrate of a standard circuit board formed of glass reinforced epoxy or other suitable material. A layer of a first conductive material, such as copper,? applied to the first surface of the support 1, while a second layer of a second conductive material, which is different from the first conducting material, such as constantan,? applied to the reverse side of the substrate 1. These layers of conductive material are formed using conventional printed circuit board construction techniques. For example, a copper sheet 3, approximately 0.002 poly thick,? Laminated at the other end. In those places where thermocouple junctions are required, cavities are dug. between the sheets and the laminate substrate and then foot terminal portions, in the form of earths, are defined around the cavities. on both sides of the support 1, using photomask techniques. Non-electric copper 7? then plated on the feet, as defined by the photomask pattern, on both the copper and constantan sheets and through the cavities. The copper plate 7 electrically and mechanically connects the copper and constantan sheets forming a T-type thermocouple junction. are then formed on both sheets using photomask techniques and the unwanted sheet of copper and constantan? then removed using an appropriate etching agent, such as iron chloride, to complete the circuit diagram.
Come risultato degli stadi suddetti, una giunzione a termocoppia 9 sar? formata all'interfaccia tra la rispettiva porzione terminale del piedino di termocoppia della struttura a cii? cuito stampato di costantana 5 e il rame placcato 7. Cosi, in ogni caso, iL materiale conduttore di costantana sar? formato in uno schema articolato a circuito stampato. D'altro canto, poich? una connessione elettrica rame a rame ? formata all'interfaccia 11 tra Lo strato di rame 3 e il rame placcato 7 al lato opposto del supporto isolante 1, lo strato di rame 3 pu? essere uno schema di circuito stampato articolato di accoppiamento, o dove carico, isolamento termico o richieste di sensibilit? dello strumento Lo permetteranno, il rame pu? essere Lasciato nella sua forma originale a foglio, per cui sar? uguale per estensione di area per lo meno all'area sulla quale ? formato il circuito stampato e pu? coprire totalmente il rispettivo Lato del supporto 1. As a result of the above steps, a thermocouple junction 9 will be? formed at the interface between the respective terminal portion of the thermocouple pin of the cii? cuito printed of constantan 5 and copper plated 7. So, in any case, the conductive material of constantan will be? formed in an articulated printed circuit diagram. On the other hand, since? a copper to copper electrical connection? formed at the interface 11 between the copper layer 3 and the plated copper 7 on the opposite side of the insulating support 1, the copper layer 3 can? be a coupling articulated printed circuit diagram, or where load, thermal insulation or sensitivity demands? of the instrument They will allow it, the copper can? be left in its original sheet form, so it will be? equal in area extension at least to the area on which? formed the printed circuit and can? fully cover the respective Side of the media 1.
La fig.1 mostra il sistema a termocoppia utilizzato per ottenere dati come il profilo di temperatura nel punto nel quale il materiale di saldatura S ? applicato attraverso un utensile di saldatura T, quale un utensile di ferro, nel foro passante montante di un componente elettronico 13 avente una pluralit? di conduttori, dei quali solo un conduttore 13a ? mostrato in Fig.1. NaturaLmente, altre forme di utensili di saldatura e dispositivi di saldatura automatica possono essere utilizzate in abbinamento a questo sistema a termocoppia, quali dispositivi di saldatura del tipo ad onda come tipicamente usati nella produzione di massa di fori passanti in schede a circuito stampato (nel qual caso il sistema dovrebbe essere invertito relativamente all'orientamento mostrato in fig.1 e disposto sopra a un bagno di lega per saldatura fusa di un dispositivo di saldatura a onda). Fig. 1 shows the thermocouple system used to obtain data such as the temperature profile at the point where the welding material S? applied through a soldering tool T, such as an iron tool, in the upright through hole of an electronic component 13 having a plurality of of conductors, of which only one conductor 13a? shown in Fig. 1. Of course, other forms of soldering tools and automatic soldering devices can be used in conjunction with this thermocouple system, such as wave type soldering devices as typically used in the mass production of through holes in printed circuit boards (in which case the system should be reversed relative to the orientation shown in FIG. 1 and placed over a pool of molten solder of a wave soldering device).
A questo riguardo, ? notato che il monitoraggio dei segnali provenienti dalla giunzione a termocoppia nella maggior parte dei casi pu? essere effettuato utilizzando un tipico connettore laterale per scheda a circuito stampato o qualsiasi aLtro tipo convenzionale di connettore. Comunque, nel caso in cui il sistema a termocoppia sia disposto sopra un bagno saldante ad onda, le connessioni di uscita possono essere unicamente realizzate suLla superficie superiore della scheda. In fig.1 un misuratore di tensione ? mostrato in modo semplicemente schematico ed ? solo inteso rappresentare genericamente un mezzo di quantificazione di uscita per L'uso nella misurazione della tensione riferita a temperatura prodotta dalLa giunzione a termocoppia 9. In this regard,? noticed that the monitoring of the signals coming from the thermocouple junction in most cases can? be made using a typical printed circuit board side connector or any other conventional type of connector. However, in the event that the thermocouple system is arranged above a wave soldering bath, the output connections can only be made on the upper surface of the board. In fig. 1 a voltage meter? shown simply schematically and? only intended to represent generically an output quantification means for use in measuring the temperature related voltage produced by the thermocouple junction 9.
In aggiunta alle operazioni di saldatura, processi di dissaldatura possono pure venire valutati con il descritto sistema a termocoppia quando un componente ? stato montato su di esso. In quel caso, un utensile estrattore di saldatura ? disposto contro il materiale di saldatura e attorno al conduttore del componente sul lato opposto del corpo del componente, ossia, il lato del saldatore nel caso di montaggio a foro passante. In addition to soldering operations, desoldering processes can also be evaluated with the described thermocouple system when a component? been mounted on it. In that case, a welding extractor tool? disposed against the weld material and around the component lead on the opposite side of the component body, i.e., the side of the welder in the case of through-hole mounting.
Il dispositivo di dissaldatura ? poi attivato per applicare calore al giunto di saldatura, e una volta che il saldatore ? scaldato sopra al suo punto di fusione, ? creato il vuoto per rimuovere la lega per saldatura dal foro. Similmente, ogni altro processo influente termicamente pu? essere monitorato in modo simiLe. The desoldering device? then activated to apply heat to the solder joint, and once the soldering iron? heated above its melting point,? created the vacuum to remove the solder from the hole. Similarly, any other thermally influencing process can be monitored in a similar way.
Nel caso della forma di realizzazione di fig.1, se il componente dovesse essere inserito sul lato di costantana, il calore necessario per fondere il materiale di saldatura nel foro deve fluire attraverso la placcatura di rame, il conduttore del componente, Lo stesso materiale di saldatura. Come risultato, le misure di temperatura effettuate durante i processi di dissaldatura saranno polarizzate verso il lato componente della scheda poich? la giunzione a termocoppia sarebbe su quel lato. Per una circuiteria avente piccole terre e porzioni di traccia e piccoli conduttori di componente di massa, il differenziale di temperatura dal lato del materiale saldatore al lato del componente sar? piccolo. Comunque, se, per esempio, un'ampia area di traccia di circuito o di terra ? situata sul lato del componente, esister? un finito differenziale di temperatura tra il lato del saldatore, dove il calore ? applicato, e il lato del componente dove ? rilevato attraverso la giunzione a termocoppia 9. Questo differenziaLe di temperatura ? il risultato del fatto che il calore necessario per elevare la temperatura di un'ampia area di circuito per fondere la lega per saldatura deve fluire attraverso La combinazione di foro passante placcato, conduttore di componente e Lega per saldatura, e il percorso del foro passante ha una velocit? di trasferimento termico relativamente ridotta in confronto al caLore richiesto per elevare La temperatura della circuiteria sul lato del componente. In the case of the embodiment of fig. 1, if the component were to be inserted on the constantan side, the heat required to melt the solder material in the hole must flow through the copper plating, the component conductor, the same material as welding. As a result, the temperature measurements taken during the desoldering processes will be biased towards the component side of the board since the thermocouple junction would be on that side. For circuitry having small earths and trace portions and small mass component conductors, the temperature differential from the side of the soldering material to the side of the component will be? small. However, what if, for example, a large area of circuit or ground trace? located on the side of the component, exist? a finite temperature differential between the side of the soldering iron, where the heat? applied, and the side of the component where? detected through thermocouple junction 9. Does this differentiate in temperature? the result of the fact that the heat required to raise the temperature of a large circuit area to melt the solder has to flow through the combination of plated through hole, component lead and solder, and the through hole path has a speed? relatively low heat transfer compared to the heat required to raise the temperature of the circuitry on the component side.
Questa bassa velocit? di trasferimento termico impedisce che il calore fluisca dal lato della Lega per saldatura al lato del componente, creando cosi iL notato gradiente di temperatura tra i due Lati. Cos?, sotto queste circostanze, la giunzione a termocoppia 9 deve essere sul lato del supporto 1 dove si desidera monitorare la temperatura, cio? il componente 13 dovrebbe essere montato attraverso il foro passante sul lato mostrato in fig.1 o in superficie sul lato opposto (in una maniera descritta sotto rispetto alla fig.2). D'altro canto, quando sono interessate circuiterie aventi piccole terre e tracce circuitali e/o piccoli conduttori di componenti di massa, saranno ottenuti risultati appropriati indipendentemente dal lato del sistema di fig.1 sul quale ? montato il componente. This low speed? heat transfer prevents heat from flowing from the side of the solder to the side of the component, thus creating the noted temperature gradient between the two sides. So, under these circumstances, the thermocouple junction 9 must be on the side of the support 1 where you want to monitor the temperature, i.e. component 13 should be mounted through the through hole on the side shown in fig.1 or surface on the opposite side (in a manner described below with respect to fig.2). On the other hand, when circuitry having small earths and circuit traces and / or small conductors of ground components are concerned, appropriate results will be obtained regardless of which side of the system of fig. 1 on which? mounted the component.
La fig.2 illustra un sistema a termocoppia per il monitoraggio di dati di temperatura attraverso sensori di calore a termocoppia disposti ad entrambi i Lati opposti. Con una simile costruzione, il supporto elettricamente isolante 21 ? formato da una pluralit? di strati di scheda circuitale 21a, 21b, e lo strato del primo materiale conduttore (per esempio rame) 23 ? formato su una superficie di interfaccia del supporto 21 tra la coppia di strati di scheda 21a, 21b. Schemi a circuito stampato del secondo materiale conduttore (per esempio costantana) 25a, 25b sono poi formati a ciascuno dei lati opposti del supporto isolante 21, e sono elettricamente e meccanicamente accoppiati tra di loro attraverso una connessione elettrica 27 placcata attraverso, come descritto sopra, relativamente ai conduttori 3, 5 e alla connessione elettrica 7. Come risultato, una coppia di giunzioni a termocoppia 29a, 27b si trova all'interfaccia tra la connessione elettrica 27 e gli strati 25a, 25b, mentre una connessione elettrica 31 ? prodotta all'interfaccia tra il primo strato conduttore 23 ? la placcatura del foro passante della connessione elettrica 27. Che lo strato interno deL primo conduttore 23 sia una Lamina a foglio che riempie l'interfaccia tra gli strati della scheda 21a, 21b, come mostrato, o uno schema articolato di tracce, i cui interspazi sono riempiti di materiale isolante, esso sar? dipendente, come notato sopra, dal carico, daLL'isolamento termico e dai requisiti di sensibilit? (che nella maggior parte dei casi renderanno preferibile la distribuzione di tutti gli strati conduttori). Fig. 2 illustrates a thermocouple system for monitoring temperature data through thermocouple heat sensors arranged on both opposite sides. With such a construction, the electrically insulating support 21? formed by a plurality? of circuit board layers 21a, 21b, and the layer of the first conductive material (e.g. copper) 23? formed on an interface surface of the support 21 between the pair of card layers 21a, 21b. Printed circuit diagrams of the second conductive material (e.g. constantan) 25a, 25b are then formed at each of the opposite sides of the insulating support 21, and are electrically and mechanically coupled together through an electrical connection 27 plated across, as described above, with respect to conductors 3, 5 and electrical connection 7. As a result, a pair of thermocouple junctions 29a, 27b are located at the interface between the electrical connection 27 and the layers 25a, 25b, while an electrical connection 31? produced at the interface between the first conductive layer 23? the plating of the through hole of the electrical connection 27. That the inner layer of the first conductor 23 is a foil that fills the interface between the layers of the board 21a, 21b, as shown, or an articulated pattern of traces, the interspaces of which are filled with insulating material, it will be? dependent, as noted above, on the load, thermal insulation and sensitivity requirements? (which in most cases will make the distribution of all conductive layers preferable).
La fig.2 pure mostra il montaggio superficiale di un componenie elettronico 33 attraverso il suo conduttore 33a. Allo scopo, a meno che il foro passante venga designato per avere un diametro molto ridotto, un tappo 35 di primo materiale conduttore (per esempio 35) ? inserito nel foro passante, o il foro pu? essere riempito o ridotto a soLo un diametro molto piccolo con la fusione di lega per saldatura aL suo interno, per Lo meno sul lato montante del componente nella maniera descritta relativamente alla fig.1. FIG. 2 also shows the surface mounting of an electronic component 33 through its conductor 33a. For this purpose, unless the through hole is designated to have a very small diameter, a plug 35 of first conductive material (e.g. 35)? inserted in the through hole, or the hole can? be filled or reduced to only a very small diameter with the solder melt within it, at least on the post side of the component in the manner described in relation to FIG. 1.
Un sistema quale ? mostrato in fig.2 ? particolarmente vantaggioso nel valutare un processo di produzione, rielaborazione o riparazione in cui una sorgente ausiMaria di calore ? usata con una scheda a circuito stampato avente un piano(i) di terra o altro contenitore di calore che rende difficile per una sorgente di calore primario, quale aria calda inviata al lato del componente di fig.2, sollevare rapidamente la temperatura dei conduttori dei componenti alla temperatura di fusione della lega per saldatura. In un caso simile si utilizza una fonte di calore ausiliaria per compensare la indesiderata diminuzione di calore portando la scheda a una temperatura di prefusione pari a 250?F. Per esempio, se un'ampia massa termica ? collocata sul lato di fondo della scheda adattato a piano di terra, lo scaldatore primario pu? non essere in grado di consegnare caLore sufficiente a innalzare la temperatura in corrispondenza dei conduttori di componente a temperature di fusione della lega di saldatura a causa della riduzione di calore della massa che pu? do della scheda in aggiunta all'uso di uno scaldatore primario sul lato di componente di estremit? delLa scheda, relativo a Fig.2. Cosi, utilizzando un sistema come mostrato in Fig.2, in cui sensori del tipo a giunzione di termocoppia sono forniti a entrambe le estremit? delLa scheda, pu? essere valutato l'effetto dell'uso di scaldatori combinati alla sommit? e aL fondo di una scheda circuitale da emulare. Alternativamente, l'effetto di solo uno o l'altro dei riscaldatori pu? anche essere valutato separatamente a entrambe le superfici superiore e di fondo del supporto 21. Queste temperature possono essere misurate con l'uso di voltmetri schematicamente indicati con V1 e V2, che misurano le tensioni prodotte alle giunzioni di termocoppia 29a, 29b. Which system? shown in fig. 2? particularly advantageous in evaluating a manufacturing, reprocessing or repair process in which an auxiliary heat source? used with a printed circuit board having a ground plane (s) or other heat container which makes it difficult for a primary heat source, such as hot air sent to the side of the component of fig. 2, to rapidly raise the temperature of the conductors of the components at the melting temperature of the solder. In a similar case, an auxiliary heat source is used to compensate for the unwanted decrease in heat by bringing the board to a pre-melting temperature of 250? F. For example, if a large thermal mass? placed on the bottom side of the board adapted to the ground floor, the primary heater can? not being able to deliver sufficient heat to raise the temperature at the component conductors to melting temperatures of the solder due to the reduction of heat of the mass which can? do of the board in addition to the use of a primary heater on the end component side? of the board, relative to Fig. 2. Thus, using a system as shown in Fig. 2, in which sensors of the thermocouple junction type are provided at both ends? delLa card, can? be evaluated the effect of the use of combined heaters at the top? and at the bottom of a circuit board to be emulated. Alternatively, the effect of only one or the other of the heaters can? also be evaluated separately at both the top and bottom surfaces of the support 21. These temperatures can be measured with the use of voltmeters schematically indicated by V1 and V2, which measure the voltages produced at the thermocouple junctions 29a, 29b.
Per ottenere una analisi pi? dettagliata del profilo di temperatura, esaminando il gradiente di temperatura, qualsiasi numero di strati circuitali addizionali pu? essere aggiunto. Per esempio, la fig.3 iLLustra un sistema a termocoppia a circuito stampato in accordo con l'invenzione in cui il supporto elettricamente isoLante 41 ? suddiviso in quattro strati di schede circuitali 41a-41d, a ciascun lato dei quali ? formato uno strato conduttore. In questo strato Lo strato conduttore centrale 43 ? formato da un primo materiale conduttore, quale rame, mentre tutti gli altri strati conduttori 45a-45d sono formati da un secondo, dissimile, materiale conduttore, quale costantana. Tutti gli strati 45a-45d sono prodotti da uno schema a circuito stampato articolato come descritto sopra, mentre Lo strato 43 del primo materiale conduttore, pur preferibilmente schematizzato allo stesso modo, pu?, come gi? sottolineato per Le altre forme di realizzazione, essere lasciato come un continuo strato laminare. Il gradiente di temperatura pu? allora essere misurato disponendo i voltmetri V1-V4 come mostrato in fig.3, per misurare le tensioni prodotte alle giunzioni di termocoppia 49a-49d. To get a more analysis? detailed temperature profile, by examining the temperature gradient, any number of additional circuit layers can? to be added. For example, FIG. 3 illustrates a printed circuit thermocouple system in accordance with the invention in which the electrically insulating support 41? divided into four layers of circuit boards 41a-41d, on each side of which? formed a conductive layer. In this layer The central conducting layer 43? formed by a first conducting material, such as copper, while all the other conducting layers 45a-45d are formed by a second, dissimilar, conducting material, such as constantan. All the layers 45a-45d are produced by an articulated printed circuit diagram as described above, while the layer 43 of the first conductive material, although preferably schematized in the same way, can, as already mentioned, be described as above. pointed out for the other embodiments, be left as a continuous laminar layer. The temperature gradient can? then be measured by arranging the voltmeters V1-V4 as shown in FIG. 3, to measure the voltages produced at the thermocouple junctions 49a-49d.
Mentre semplici misuratori di tensione sono presentati come i mezzi per monitorare le tensioni prodotte alle giunzioni di termocoppia delle forme di realizzazione di fig.1-3, dovrebbe essere apprezzato che possono essere utilizzati numerosi altri e pi? sofisticati mezzi. Per esempio, analizzatori e indicatori del tipo descritto nel sopra menzionato brevetto USA No.4,224,744 possono essere utilizzati, come pure altri tipi analoghi di sistemi designati per circostanze particolari. Inoltre, dati sono ottenibili attraverso l'intero ciclo di operazione da ambiente a ambiente, e non unicamente durante la realizzazione di uno specifico processo ad influenza termica di una complessiva operazione di produzione, rielaborazione o riparazione. While simple voltage meters are presented as the means of monitoring the voltages produced at the thermocouple junctions of the embodiments of FIG. 1-3, it should be appreciated that numerous others and more can be used. sophisticated means. For example, analyzers and indicators of the type described in the aforementioned US Patent No. 4,224,744 can be used, as well as other similar types of systems designated for particular circumstances. Furthermore, data is obtainable throughout the entire environment-to-environment operation cycle, and not solely during the implementation of a specific heat-influenced process of an overall manufacturing, reprocessing or repair operation.
Le fig.4-6 mostrano maschere a schema di circuito stampato per l'utilizzo nella formazione di uno qualsiasi degli strati conduttori dei sistemi a termocoppia a circuito stampato riportati neLLe fig.1-3. In fig.4, ? mostrato uno schema di maschera 60 per un DIP a 16 piedini avente porzioni terminali di piedini di termocoppia 62 per ciascun conduttore e interconnessioni di tracce di pari ampiezza 64 che connettono Le porzioni terminali di piedini di termocoppia 62 con Le porzioni di connessione di monitoraggio del segnale 66. NaturaLmente, dovrebbe essere ap-prezzato che Le porzioni della maschera 60 non contenute all'interno degli angoli del telaio di posizionamento 68, inclusi i telai d'angolo 68, sarebbero rimosse con un agente di attacco chimico, come mostrato sopra relativamente al processo per realizzare i sistemi a termocoppia delLa presente invenzione. Figures 4-6 show printed circuit diagram masks for use in forming any of the conductive layers of the printed circuit thermocouple systems shown in Figures 1-3. In fig. 4,? shown a diagram of mask 60 for a 16-pin DIP having terminal portions of thermocouple pins 62 for each conductor and interconnections of equal-amplitude traces 64 which connect the terminal portions of thermocouple pins 62 with the signal monitoring connection portions 66. Of course, it should be appreciated that the portions of the mask 60 not contained within the corners of the positioning frame 68, including the corner frames 68, would be removed with a chemical etching agent, as shown above with respect to the process for making the thermocouple systems of the present invention.
In fig.5 ? anche mostrato uno schema di maschera 70 per un DIP a 16 piedini. Comunque, in questo caso, le porzioni terminali di piedini di termocoppia che sono monitorate attraverso interconnessioni di tracce 74 e porzioni di connessione 76 forniscono un'area circuitale graduata che si estende dalle porzioni terminali 72a, formate da terre di un piccolo rapporto area/massa e confrontabili con quelle di fig.4, fino alle porzioni terminali 72b, che sono formate come terre con un elevato rapporto area/massa. Dal momento che un'area circuitale aumentata origina un carico termico superiore, aree circuitali aumentate inerementeranno il tempo che impiega a scaldare una giunzione di lega per saldatura in corrispondenza di essa. Cos?, uno schema come mostrato in fig.5 pu? essere utilizzato per emulare una scheda circuitale avente ampie tracce o un piano di terra attaccato al piedino. E' notato che, in aggiunta a questa tecnica, possono essere utilizzate altre tecniche per simulare piani di terra Co altri pozzi di calore) sopra o aU'interno di una scheda a circuito stampato, che pu? essere uno strato singolo o una scheda multistrato. Per esempio, con riferimento alla fig.3, il diametro del foro passante pu? essere variato e/o lo spessore della placcatura di parete del foro 47 pu? essere variato. Come risultato, sistemi elettronici e processi risultanti in complessi profili di temperatura possono essere simulati. Per esempio, molte delle caratteristiche termiche delLe schede a circuito stampato multistrato possono essere emulate con una scheda a due lati molto meno costosa realizzata secondo la presente invenzione. In fig. 5? Also shown is a diagram of mask 70 for a 16 pin DIP. However, in this case, the terminal portions of thermocouple pins which are monitored through trace interconnects 74 and connection portions 76 provide a graduated circuit area extending from the terminal portions 72a, formed by lands of a small area / mass ratio. and comparable with those of fig. 4, up to the terminal portions 72b, which are formed as soils with a high area / mass ratio. Since an increased circuit area results in a higher thermal load, increased circuit areas will increase the time it takes to heat a solder joint at it. Thus, a scheme as shown in fig. 5 can be used to emulate a circuit board having large traces or a ground plane attached to the pin. It is noted that, in addition to this technique, other techniques can be used to simulate ground planes (other heat sinks) on or inside a printed circuit board, which can be used. be a single layer or a multilayer board. For example, with reference to fig. 3, the diameter of the through hole pu? be varied and / or the thickness of the wall plating of the hole 47 can? be varied. As a result, electronic systems and processes resulting in complex temperature profiles can be simulated. For example, many of the thermal characteristics of multilayer printed circuit boards can be emulated with a much less expensive double-sided board made in accordance with the present invention.
La fig.6 mostra uno schema di maschera 80 per un ampio componente montato in superficie avente 17 conduttori su ciascun lato, ma con porzioni terminali 82a per formare giunzioni a termocoppia in corrispondenza di sole tre collocazioni distanziate su ciascun Lato (come al terzo, ottavo e quindicesimo conduttore), come pure porzioni terminali 82b spaziate di 0,2 pollici dal centro della fila di porzioni terminali 82 su ciascun Lato. Un simile sistema consente un complesso profilo di temperature del componente e dell'area circostante da ottenersi durante vari processi. AL riguardo, mentre in fig.6 sono (o per quello di fig.4 come pure di fig.5) mostrate solo 16 termocoppie, il numero di termocoppie ? solo limitato dalla quantit? di spazio disponibile e dalle possibilit? di collegamento attraverso le tracce conduttrici 84 e le porzioni di connessione di monitoraggio 36. Inoltre, l'uso di sistemi a termocoppia del tipo mostrato in fig.6 ? particolarmente vantaggioso riguardo alla valutazione di sistemi a schede densamente popolati per determinare gli effetti terminali trasferiti a componenti che non sono stati fatti funzionare direttamente e pu? includere il monitoraggio delle giunzioni a termocoppia di schemi adiacenti, non solo di quelle giunzioni delLo schema pertinenti al componente che ? stato direttamente assoggettato a un processo influente termicamente durante una particolare emulazione. FIG. 6 shows a schematic of mask 80 for a large surface mounted component having 17 conductors on each side, but with end portions 82a to form thermocouple junctions at only three spaced locations on each side (as in the third, eighth and fifteenth conductor), as well as end portions 82b spaced 0.2 inches from the center of the row of end portions 82 on each Side. Such a system allows a complex temperature profile of the component and the surrounding area to be obtained during various processes. In this regard, while in fig. 6 (or for the one in fig. 4 as well as in fig. 5) only 16 thermocouples are shown, the number of thermocouples? only limited by the quantity? of space available and the possibilities? through the conductive traces 84 and the monitoring connection portions 36. Furthermore, the use of thermocouple systems of the type shown in FIG. particularly advantageous with respect to the evaluation of densely populated card systems to determine the terminal effects transferred to components that have not been operated directly and can? include monitoring of the thermocouple junctions of adjacent schematics, not just those junctions of the schematic relevant to the component which? been directly subjected to a thermally influencing process during a particular emulation.
Sarebbe anche apprezzato da quanto precede che varie permutazioni di (a) configurazioni di massa termica, (b) collocazioni di sorgente di calore, e (c) collocazione di una giunzione a termocopia possono essere create, in accordo con la presente invenzione, in modo da essere in grado di emulare una ampia variet? di dimensioni, tipi, topologie e configurazioni di sistemi di scheda a circuito stampato, come pure di valutare un'ampia variet? di processi di saldatura/dissaldatura, o altri tipi di operazioni di produzione, riparazione o rielaborazione richiedenti l'applicazione di calore a un sistema di scheda a circuito stampato. It would also be appreciated from the foregoing that various permutations of (a) thermal mass configurations, (b) heat source locations, and (c) thermocopy junction locations can be created, in accordance with the present invention, so to be able to emulate a wide variety? of sizes, types, topologies and configurations of printed circuit board systems, as well as evaluating a wide variety of printed circuit board systems. soldering / desoldering processes, or other types of manufacturing, repair or rework operations that require heat to be applied to a printed circuit board system.
InoLtre, mentre i sistemi a termocoppia a scheda a circuito stampato in accordo con la presente invenzione sono stati descritti relativamente a sistemi-in cui Le giunzioni a termocoppia sono formate su un supporto elettricamente isolante che si-mula L'effetto sperimentato in vari punti su differenti tipi di schede a circuito stampato, sarebbe apprezzato che a causa del-l'uso di tecniche convenzionali per creare termocoppie, esisto-no altre possibilit?. Per esempio, le termocoppie a circuito stampato potrebbero essere formate in un chip simulato, in cui il numero di termocoppie a circuito stampato corrisponde al numero di conduttori del chip. Alternativamente, il numero di termocoppie a circuito stampato formato sul substrato del chip, che servono come supporto elettricamente isolante, potrebbe essere inferiore al numero di conduttori del chip, in cui alcuni conduttori del chip possono essere collegati aLLa fonte di calore e altri a un analizzatore di uscita. In questo modo, dati di temperatura riguardanti una operazione di produzione, riparazione o rielaborazione realizzata su una scheda a circuito stampato possono essere ottenuti in una maniera che riflette gli effetti del calore che sono direttamente sperimentati da un componente elettronico stesso, cosi espandendo ulteriormente la capacit? di addestrare il personale, sviluppare, adattare e monitorare ogni processo influente termicamente, quale la saldatura, e valutare attrezzature di processo in accordo con la presente invenzione usando, per esempio, un analizzatore che pu? accumulare curve temporali e di temperatura, come descritto nel brevetto USA No.4,224,744. Furthermore, while the printed circuit board thermocouple systems in accordance with the present invention have been described in relation to systems in which the thermocouple junctions are formed on an electrically insulating support which simulates the effect experienced in various points on different types of printed circuit boards, it would be appreciated that due to the use of conventional techniques to create thermocouples, other possibilities exist. For example, printed circuit thermocouples could be formed in a simulated chip, where the number of printed circuit thermocouples corresponds to the number of conductors in the chip. Alternatively, the number of printed circuit thermocouples formed on the chip substrate, serving as an electrically insulating carrier, may be less than the number of chip conductors, where some chip conductors can be connected to the heat source and others to an analyzer. exit. In this way, temperature data regarding a manufacturing, repair or reprocessing operation performed on a printed circuit board can be obtained in a manner that reflects the effects of heat that are directly experienced by an electronic component itself, thus further expanding the capacity. ? to train personnel, develop, adapt and monitor any thermally influencing processes, such as welding, and evaluate process equipment in accordance with the present invention using, for example, an analyzer that can accumulate time and temperature curves, as described in U.S. Patent No. 4,224,744.
Quelli di capacit? ordinaria nell'arte riconosceranno pure che i materiali descritti come esempi di uso nella costruzione della presente invenzione rappresentano solo una possibilit? per la quale sono possibili molte alternative. Per esempio, invece di usare un supporto formato da un substrato di scheda circuitale epossidico rinforzato con vetro, possono essere usati laminati di ceramica, poliimmide o poliimmide/kevLar. Inoltre, invece di formare giunzioni a termocoppia del tipo a T, a K, a J, giunzioni a termocoppia potrebbero essere formate usando fogli di conduttore rispettivamente di cromo/alluminio o ferro/costantana. Those of capacity? Ordinary in the art will also recognize that the materials described as examples of use in the construction of the present invention represent only one possibility. for which many alternatives are possible. For example, instead of using a carrier formed from a glass reinforced epoxy circuit board substrate, ceramic, polyimide or polyimide / kevLar laminates may be used. Also, instead of forming T, K, J type thermocouple junctions, thermocouple junctions could be formed using chromium / aluminum or iron / constantan conductor sheets, respectively.
Inoltre, dovrebbe essere apprezzato che una termocoppia a circuito stampato e i metodi con i quali ? fatta e usata come descritto sopra, per scopi quali quelli sopra descritti concernenti L'addestramento del personale e la valutazione delle attrezzature, ecc., rappresenta solo una applicazione intesa preferita dell'invenzione da parte degli inventori che, in nessun modo, riflette la completa utilit? dell'invenzione. Cio?, un insieme di termocoppie su un sistema di termocoppie a circuito stampato, in accordo con La presente invenzione, potrebbe essere utilizzato per quasi ogni situazione in cui sarebbe desiderabile ottenere un profilo di temperatura di effetti termici. Per esempio, effetti di isolamento termico o di perdita di calore potrebbero essere valutati in maniera simile a quella raggiungibile con una fotografia a infrarossi, coprendo una o pi? superfici di un soggetto di studio con un sistema a termocoppia a circuito stampato avente adatto schema(i) di termocoppie prodotto in accordo con La presente invenzione. Inoltre usando un substrato del tipo a scheda circuitale flessibile, quale uno formato da poliimmide o poliimmide/kevlar, un simile sistema a termocoppia potrebbe essere facilmente applicato a superfici arcuate e altre non planari. Also, it should be appreciated that a printed circuit thermocouple and the methods by which? made and used as described above, for purposes such as those described above concerning personnel training and equipment evaluation, etc., represents only a preferred intended application of the invention by the inventors which, in no way, reflects the complete utility of the invention. That is, a set of thermocouples on a printed circuit thermocouple system, in accordance with the present invention, could be used for almost any situation where it would be desirable to obtain a temperature profile of thermal effects. For example, thermal insulation or heat loss effects could be evaluated in a manner similar to that achievable with an infrared photograph, covering one or more? surfaces of a study subject with a printed circuit thermocouple system having suitable thermocouple scheme (s) manufactured in accordance with the present invention. Also by using a flexible circuit board type substrate, such as one formed from polyimide or polyimide / Kevlar, such a thermocouple system could be readily applied to arcuate and other non-planar surfaces.
Ancora inoltre, il metodo di fabbricare termocoppie attraverso la tecnologia a circuito stampato in accordo con La presente invenzione offre pure una alternativa nuova a basso costo alle termocoppie costruite convenzionalmente per l'uso come sostitute di simiLi termocoppie standard in qualsiasi applicazione per la quale in precedenza sono state utilizzate termocoppie individuali. In particolare, un singolo ampio supporto pu? essere formato da una miriade di giunzioni di termocoppia individuali in accordo con La presente invenzione, il quale supporto, con le termocoppie formate su di esso, ? poi tagliato in un numero corrispondente di elementi di termocoppia individuati, ciascuno dei quali ha una delle giunzioni di termocoppia su di esso, a una frazione del costo associato con le tecniche esistenti per produrre eLementi di termocoppia. Qui ancora, l'uso di materiali di substrato flessibile sottile pu? essere vantaggioso. Still further, the method of manufacturing thermocouples through printed circuit technology in accordance with the present invention also offers a novel, low-cost alternative to conventionally constructed thermocouples for use as replacements for similar standard thermocouples in any application for which previously individual thermocouples were used. In particular, a single broad support can? be formed from a myriad of individual thermocouple junctions in accordance with the present invention, which support, with the thermocouples formed thereon, is then cut into a corresponding number of identified thermocouple elements, each of which has one of the thermocouple junctions on it, at a fraction of the cost associated with existing techniques for producing thermocouple elements. Here again, the use of thin flexible substrate materials can? be beneficial.
Cosi, poich? la presente invenzione ? suscettibile di numerosi altri cambiamenti e modificazioni come apparir? evidente a quelli di ordinaria capacit? nell'arte, La presente invenzione non dovrebbe essere considerata limitata ai dettagli delle varie forme di realizzazione mostrate e descritte qui, ma piuttosto dovrebbe essere vista come includente tutti quei cambiamenti e modifiche che sono compresi nello scopo delle rivendicazioni allegate. So, since? the present invention? susceptible to numerous other changes and modifications how will it appear? evident to those of ordinary capacity? In the art, the present invention should not be considered limited to the details of the various embodiments shown and described herein, but rather should be seen as including all those changes and modifications which are within the scope of the appended claims.
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