PCBの熱起電力（ゼーベック効果）

不十分なPCB製造プロセス/アセンブリ、および使用されているはんだのタイプは、熱EMF（PCBのゼーベック）の問題を引き起こす可能性がありますか？使用する素材の種類に影響されますか？たとえば、めっきの品質、ビア、金、スズ、銅などの異なる金属の使用？

ゼーベック効果は常に存在し、PCB製造プロセスの品質とは何の関係もありません。銅は銅であり、一定のゼーベック効果を示します。

非常に敏感な低レベルのアナログ回路がない限り、ゼーベック効果は通常の回路基板では無視できます。

まず、ゼーベック効果による電圧オフセットがあるためには、温度勾配がなければなりません。同じ温度のPCB全体は、温度に関係なく、オフセットを引き起こしません。

第2に、基板全体に温度勾配があっても、銅トレースのループ全体でオフセットは0です。異なる温度への勾配に沿って発生するオフセット電圧が何であれ、開始温度に戻る逆勾配によってオフセットされます。

第三に、ゼーベック効果によるオフセット電圧は小さいです。銅は約6.5 µV /°Cを生成します。ボードの片側が他の側よりも50°C高温であっても、325 µVのオフセットしか生じません。繰り返しになりますが、これはループでキャンセルされるので、たとえ望んだとしても一般的にはそれを感じることができません。

熱電対は、2つの異なる材料を裏返しに使用することにより、ゼーベック効果を利用します。室温エレクトロニクスで見られるオフセット電圧は、差分温度差を横切る二つの材料によって生成される間。

回路基板のゼーベック効果を考慮する最も一般的な理由は、熱電対レシーバーを設計するときです。熱電対は絶対温度ではなく温度の差を測定するため、熱電対ワイヤがボード上の銅トレースに接続されている接合部の温度を知る必要があります。これらの2つのジャンクションも同じ温度にする必要があります。

高精度の熱電対レシーバー回路では、これは通常、2つのジャンクションを物理的に近接させ、銅バーをそれらの間にクランプすることによって行われます。銅は接合部から電気的に絶縁されていますが、できるだけ熱的に接続されています。銅は優れた熱伝導体であるため、2つの接合部の温度は互いに非常に近く、基準温度として使用されるボード上の絶対温度センサーに近いと期待されます。

はい、計測グレードの機器を構築しようとすると問題になることがあります。

通常、熱起電力が実際に問題となる可能性がある7桁の電圧計を設計するときに、KeithlyやKeysightなどの人々がこのことについて汗を流しています。

その他の楽しいことは、発振器が周波数を変更する原因となる熱的に誘発されたストレスであり、コンデンサが電荷を獲得する可能性があり、そのスペースで遊ぶときに心配する多くの楽しいことです。

リークを制限するためにスロットが切り取られたPCB（おそらく安価なボードではおそらくより大きな問題）がよく見られますが、私はギガオームのインピーダンスを扱うときに自分でこれを行いました。

昔は、カドミウムベースのはんだが銅との低熱起電力接続に使用されていましたが、ROHSはかつてないほど困難にしています。