SJ 20517 1995 TECl—03108温差电致冷组件规范

 

中华人民共和国电子行业军用标准

    TECl—03108温差电致冷组件规范          SJ 20517-1995

Specification for Thermoelectric cooling module TECl—03108

1范围

1.1主题内容

  本规范规定了TECI—03108温差电致冷组件（以下简称组件）总的技术要求。

1.2适用范围

  本规范适用于HQ--722程用的TECl--03108组件。

2引用文件

  GB 2423.1--81    电工电子产品基本环境试验规程   试验A：低温试验方法

  GB 2423.2--81    电工电子产品基本环境试验规程   试验B：高温试验方法

  GB 2423.5--81    电工电子产品基本环境试验规程   试验Ea:冲击试验方法

  GB 2423.6--81    电工电子产品基本环境试验规程   试验Eb:碰撞试验方法

  GB 2423.10--81   电工电子产品基本环境试验规程   试验Fe：振动（正弦）试验方法

  CB 2423.15--81   电工电子产品基本环境试验规程   试验Ga：恒加逮度试验方法

  GB 2423.22--81   电工电子产品基本环境试验规程   试验N-温度变化试验方法

  GB 2828--87      逐批检查计数抽样程序及抽样表（适用于连续批的检查）

  GB 2829--87      周期检查计数抽样程序及抽样表（适用于生产过程稳定性的检查）

  SJ 2855--88      温差电致冷名词术语

  SJ 2856--88      温差电致冷组件型号命名方法

  SJ 2858--88      温差电致冷组件性能的测试方法  温差及最低冷面温度的测试方法

  SJ 20139--92     军用温差电致冷组件最大致冷功率的测试方法

  SJ 20140--92     军用温差电致冷组件失效率试验方法

3   要求

3.1 一般要求

3.1.1气候条件．

    a．温度：-50～+70℃；

    b．相对湿度：小于70%；

    c．气压：86～106kPa。

     3.1.2 散热条件

    组件工作时，热面应用强制风冷散热装置或水冷散热装置，热面温度应不超过70℃。在有防氧化的条件下，组件的热面温度应不超过85℃。

3.1.3供电条件

    当组件工作时，必须使用纹波系数小于10%的直流电源。

3.2 详细要求

3.2.1外观要求

3.2.1.1组件的外表面应无锈蚀或其它机械损伤，内部不得有污物，元件排列应整齐。

3.2.1.2组件的引出线的排列位置及正负极标志（正极为红色导线，负极为黄色导线）如图1所示。引出线的规格为HF46--2    0.75/19×23。

                    图1  TECl--03108组件外形示意图

3.2.1.3    TECl--03108组件的外形尺寸平行度及平面度要求：如表1规定。

表l                     mm

、＼       参效     型  号	长度L	宽度B	高度H	平行度	平面度
TECI--03108			5.6±0.05	<0.02	<0.05

 

3.2.2组件的热电参数应符合表2的规定。

表2

测试条件及参数   型号	Th= 27℃   △T=O℃   最大致冷 功率     (W)	Th= 27℃ 晟大温差           (℃)	最大温   差电流       (A)	Th= 27℃     I=8A 工作电压         (V)	环境温度   23℃ 阻件内阻     Ri     (Ω)	温度不 均匀性     (℃)
TECI--03108	17	60	8±0.8	3.8±0.38	0.38±0.038	≤±2

 

 3.2.3   组件的降温时间的要求

    组件的热面温度为65℃，给组件施加3V的直流电压，组件冷面的温度达到10℃的时间应小于2min。工作电流应小于5A。

3.2.4   引出线强度要求

    组件引出线的抗拉力沿轴向应大于19.6N，沿重力方向应大于4.9N。

3.2.5稳定性要求

    经下列试验后，组件的结构应牢固可靠，热电参数应符合规定的要求。

3.2.5.1高温试验；

3.2.5.2低温试验；

3.2.5.3温度变化试验；

3.2.5.4变频振动试验；

3.2.5.5碰撞试验；

3.2.5.6冲击试验；

3.2.5.7恒加速度试验；

3.2.5.8电耐久试验；

3.2.5.9电致冷、致热交变试验。

3.2.6寿命要求

    组件的最大失效率为l×10^-5/h。

4质量保证规定

4.1检验责任

    除合同或订单中另有规定外，承制方应负责完成本规范规定的所有检验。必要时，订购方或上级鉴定机构有权对规范所述的任一检验项目进行检查。

4.1.1合格责任

    所有产品必须符合本规范第3章和第4章的所有要求。本规范中规定的检验应成为承制

方整个检验体系或质量大纲的一个组成部分。若合同中包括本规范未规定的检验要求，承制

方还应保证所提交验收的产品符合合同要求。交收检验抽样不允许提交明知有缺陷的产品，

也不能要求订购方接收有缺陷的产品。

4.2检验分类

    本规范规定的检验分为：

    a．例行检验；

    b．交收检验。

4.3检验条件

4.3.1气候条件

    a．温度：15～35℃；

    b．相对湿度：45～75%；

    c．气压：86～106kPa。(最大温差、最大温差电流及工作电压的测试气压应低于5×

lO^-3Pa)

4.3.2散热条件

    测试组件的热电参数时，热面应采取散热措施。

  
 4.3.3  供电条件

    测试组件时，必须采用纹波系数小于2%的直流电源。

4.3.4  检验仪表的要求

    检验所使用的仪表，其精度应比被测参数的允许误差提高0.5～1.0个数量级。所有仪表使用前需经有关法定计量单位和机构校验合格。并具有在有效期内的鉴定证书。

4.4  例行检验

4.4.1  例行检验应每季度进行一次，如产品连续生产1年以上，但连续三次例行检验都是一次通过，则例行检验允许每半年进行一次。

4.4.2  例行检验的产品从成批检验合格，并经过合理的工艺筛选中按抽样表随机抽取。每个检验分组抽取一组样品进行检验，各组样品分别进行编号与标记，并保持烈检验终止，以便各个样品检验前、检验中间与检验终止后考核其变化。

4.4.3例行检验按GB 2829,判别水平Ⅱ，一次抽样方案进行。例行检验的项目顺序，产品的不合格质量水平RQL值及判定数据见表3。

表3

						判定数据
分组 序号	检验项目		要求的   章条号	检查或试验 方法的章条号	RQL	Ac	Re
一	外观	外表面 组件引出线 长度 高度   平等度   平面度	3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.3 3.2.1.3 3.2.1.3	4.6.1.1 4.6.1.1 4.6.1.2 4.6.1.3 4.6.1.4 4.6.1.5	30	l	2
	热电     参数	最大致冷功率 最大温差 最大温差电流 工作电压 组件内阻 温度不均匀性 降温时间	3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.2 3.2.3	4.6.2.1 4.6.2.2 4.6.2.3 4.6.2.3 4.6.2.4 4.6.2.5 4.6.3
	引出线   强度	引出线抗拉力   引出线弯曲试验	3.2.4 3.2.4	4.6.4 4.6.4
二	稳定性   试验	高温试验 低温试验 温度变化试验 变频振动试验 碰撞试验 冲击试验 恒加速度试验 电耐久168h 电致冷、致热交变试验	3.2.5.1 3.2.5.2 3.2.5.3 3.2.5.4 3.2.5.5 3.2.5.6 3.2.5.7 3.2.5.8 3.2.5.9	4.6.5.1 4.6.5.2 4.6.5.3 4.6.5.4 4.6.5.5 4.6.5.6 4.6.5.7 4.6.5.8 4.6.5.9	25	l	2

 

    若全部通过上述试验项目，满足表3中的规定，则例行检验为合格。

4.4.4例行检验第一次抽样检查判为不合格时，该批产品可以在失效分析的基础上，采取必

要的措施，剔出不合格品，再抽双倍数量进行例行检验，如果加倍抽取例验中发现有两块不符合要求，则产品不能交付。例行检验的产品其各项性能指标变化不得大于10%，例验合格后，该批产品可提交使用。

4.5 交收检验

4.5.1组件经例行检验合格的产品批提交使用方时应进行此检验。交收检验由制造厂进行，

需方接到产品后的三个月内应按交收检验项目进行检验，并通知制造厂，否则按交收检验合格处理。

4.5.2交收检验的抽样按GB 2828．一般检查水平Ⅱ，一次抽样方案。

4.5.3交收检验的项目顺序及组件的合格质量水平AQL值见表4。

表4

分组 序号	检验项目		要求的章条号	检查或试验方法 的章条号	AQL
一	外观	外表面 组线引出线 长度 高度 平行度 平面度	3.2.1.1 3.2.1.2 3.2.1.3 3.2.1.3 3.2.1.3 3.2.1.3	4.6.1.1 4.6.1.1 4.6.1.2 4.6.1.3 4.6.1.4 4.6.1.5	2.5
二	热电参数	最大温差	3.2.2	4.6.2.2	1.5

 

4.5.4经表4检验合格的产品应做下列试验：

4.5.4.1振动试验

    将组件与振动台形成刚性连接，按图2随机振动谱进行随机扫频振动。方向：垂直于陶瓷片的方向为X方向．平行于导线的方向为Y方向。

20    40            350       2000

图2随机振动谱

 

4.5.4.2温度循环试验

    按图3所示的循环曲线，将组件放置在- 40℃～+85℃下，保温时间为30min，变温速率为2～5℃/min，循环次数为5次。

图3温度循环曲线

4.5.5  组件的降温时间的验收

    组件应100%的按4.5.4进行试验，再100%的进行性能测试，性能参数测试按本标准第

4.6.3条进行，每批产品的淘汰率不得大于10%，如不符合要求，必须从工艺上找出原因，采取措施直到合格为止。

4.5.6  如需方要求，经供需双方协议，组件的失效率试验按4.6.6条进行。

4.5.7  交收检验一次检验不舍格时，此检验批可经过筛选，再重新提交检验，如仍不合格，则该批视为不合格。

4.5.8不合格

    如果样品未通过交收检验，则应停止产品的验收和交付。承制方应将不合格情况通知合

格鉴定单位。在采取纠正措施后，应根据合格鉴定单位的意见，重新进行全部试验或检验，若试验仍不合格，则应将不合格的情况通知合格鉴定单位。

4.6  检验方法

4.6.1  外观要求的检验

4.6.1.1  目测组件的外观及引出线应符合3.2.1.1和3.2.1.2的规定a

 4.6.1.2 用卡尺测量组件的长和宽，应符合表l的规定。

4.6.1.3 用千分尺在组件的四个角和中心处各测量一个点，5点所测高度应符合表1的规

定。

4.6.1.4将组件置于一基准平面内，用百分表在组件的四个角和中心处各测量一个点,5点

所测数据的最大值与最小值之差应符合表l不平行度的要求。

   4.6.1.5  用4.6.1.4条的方法测量组件的两个面，每面各测5点，每5点所测数据的最大值与最小值之差应符合表1平面度的要求。

4.6.2   组件的热电参数的测试

4.6.2.1   组件的最大致冷功率为参考值，其测试方法按SJ 20139进行，其值应不小于表2中Qcmax的10%。

4.6.2.2 组件的最大温差ΔTmax按sJ2858进行，其结果应不小于表2的规定。

4.6.2.3 组件的最大温差电流及工作电压的测试是在测试组件的最大温差时记下的电流值

和电压值，组件的最大温差电流及工作电压应符合表2的规定。

4.6.2.4 组件的内阻的测试是在环境温度为23±3℃时给组件施加1000Hz的交流电流，电

流的有效值为100mA，测出组件内阻应符合表2的规定。

4.6.2.5 组件的温度不均匀性的测试，是将组件置于27±1℃的散热板上，通以最大温差电

流，用5副铜——康铜热电偶测量冷面5点温度，以中心为基准点，其余四点离边缘的距离应不小于四分之一边长。这四点与中心值的温度偏差应符合表2的规定。

4.6.3  组件的降温时间的测试

    将组件置于一散热板上通水散热，使热面温度为+65℃，给组件施加3V的工作电压，用

铜一康铜热电偶测量组件的冷面中心点温度，并同时记下组件从65℃降至10℃时所需的时间应小于2 min。工作电流应小于5A。

4.6.4  引出线强度试验

    引出线的抗拉力试验应先将组件垂直固定，轮流在每根引出线上沿轴线方向加静负荷

19.64N，时间为10±ls，引出线不应有断裂和机械损伤。然后将组件水平固定，在引出线端部沿重力方向加静负荷4.9N，时间为10×ls．引出线不应断裂和机械损伤。

4.6.5   组件的稳定性试验

4.6.5.1 高温试验

    按GB 2423.2试验方法进行，将非工作状态下的组件放置在温度为100±3℃，持续时间为72h，试验后，在室温下放置2h，然后在4h内测完最大温差，其值应不小于表2的规定。

4.6.5.2低温试验

    按GB 2423.1试验方法进行，将非工作状态下的组件放置在温度为-55±3℃下，持续时

间为72h．试验后，在室温下放置2h，然后在4h内测完最大温差，其值应不小于表2的规定。

4.6.5.3温度变化试验

    按GB 2423.22试验方法进行，将非工作状态下的组件分别放置在温度为-55±3℃和85

±3℃的范围内，持续时间为30min，转换时间小于1 min，循环5次，试验后，在室温下放置2h．然后在4h内测完最大温差，其值应不小于表2的规定。

4.6,5,4变频振动试验

    按GB 2423.10的试验方法进行，将非工作状态下的组件固定在交频振动台的专用夹具

上，组件与夹具形成刚性连接（专用夹具见附录A）在垂直于组件陶瓷面的Y方向和平行于组件陶瓷面的X方向进行试验，振动频率为10-50Hz，振幅为0.5mm．振动频率为50--500Hz．

加速度为5g。一次扫描20min．每个方向扫描2次，试验后，组件的最大温差应不小于表2的规定。

4.6.5.5碰撞试验

    按GB 2423.6的试验方法进行，将非工作状态下的组件机械地紧固在碰撞台上，碰撞加

   
速度为40g，脉冲宽度为6ms,脉冲波形为半正弦波，碰撞次数为1000±10次，试验后，组件的最大温差应不小于表2的规定。

4.6.5.6冲击试验

    按GB 2423.5的试验方法进行，将非工作状态下的组件机械地紧固在冲击台上。冲击加

速度为50g，脉冲宽度为6ms，冲击方向为X、Y、Z三个方向，每个方向冲击3次，试验后，组件的最大温差应大于或等于表2的规定。

4.6.5.7 恒加速度试验

    按GB 2423.15的试验方法进行，将非工作状态下的组件安装在恒加速度试验台上，试验加速度为25g，方向为三个互相垂直轴线中的每一轴线上的相反两方向，时间为每方向5min，试验后，组件的最大温差应不小于表2的规定。

4.6.5.8电耐久试验

    将组件置于27±l℃的散热板上，给组件施加最大温差电流168h，试验后的室温下放置

2h，然后在4h内测完组件的最大温差。其值应大于试验前最大温差的0.85倍。

4.6.5.9电致冷、致热交变试验

    将组件安装在专用的试验台上，试验专用夹具见附录B（参考件），通电6s，停18s，再反向通电6s．停18s为一循环周期。通电时调电流使热面温度达到80±2℃，试验时间为12h，试验后，组件内阻的变化率的绝对值应小于10%。

4.6.6组件的失效率试验

    组件的失效率试验按对20140进行，其结果应符合3.2.6条的规定。

5  交货准备

5.1  标志、包装、运输、贮存

5.1.1  产品应标志出型号及批号。

5.1.2  产品应有良好的包装，并有防震保护，包装盒附应有说明书，盒上应有封条并注明：

    a．  制造厂商标；

    b．  产品型号及数量；

    c．  检验员、包装员代号；

    d．  产品合格证；

    e．  包装日期。

5.1.3产品说明书应包括下列内容：

    a．  制造厂商标；

    b．  产品的标准编号及型号；

    c．  产品的主要用途；

    d．  产品的主要热电参数；

    e．  产品外形图。

5.1.4  产品包装应坚固，包装箱应清晰注明“小心”、“防潮”、“防震”字样或图样，装有产品的包装箱允许用任何运输工具运输，运输中应避免雨雪的直接淋袭和机械撞击。

5.1.5产品应保存在- 10～十40℃，相对湿度不大于70%干燥通风而且无腐蚀性气体的仓

库内。

5.1.6产品存放在密封并充有氮气的干燥器中，从验收之日起5a之内，组件仍能可靠地工

作。

6   说明事项

6.1预定用途：该产品预定用于HQ一7工程及与其类似的军事装备工程，也可以用于航天、

航空、电信、仪器等行业的致冷和恒温。

6.2  订货文件内容

    合同或订单中应载明下列内容：

    a．  本规范的名称和编号；

    b．  产品类型；

    c．  数量；

    d．  封存、包装和装箱日期。

附录A（标准的附录）

组件变频振动试验专用夹具

A1  本附录为组件变频振动试验时使用的专用夹具（以下简称夹具）

A2  夹具包括

  a．  上夹板（15mm厚的布胶板）；

  b．  下夹板（15mm厚的布胶板）；

  c．  上衬垫（5mm厚的海棉）；

  d．  下衬垫（5mm厚的海棉）；

  e．  螺钉（半圆头M₃3个）；

  f．  垫圈（M₃3个）；

  g．  螺母（M₃3个）；

  h．  弹簧垫圈（M₃3个）。

A3   安装方法

    将10块组件置于预告放好衬垫的下夹板的槽内，再放上一层海棉及上夹板，用3个螺钉紧固于两夹板之间。

A4  夹具备部件尺寸及装配图，见图AI。  

图A1  组件变频振动试验专用夹具装配图

l——半圆头螺钉（长度l= H+5）   2——光平垫圈； 3——弹簧垫圈：

4——螺母；                     5—下夹板；     6--下衬垫；

7——组件(30mm×30mm)；         8——上衬垫；   9——上夹板。

  附录B（标准的附录）

组件电致冷致热交变试验专用夹具

B1  本附录为组件电致冷致热交变试验专用夹具(以下简称夹具）o

B2  夹具包括：

    a．夹板（3mm厚的铝板2块）；

    b．半圆头螺钉(个)；

    c．螺母（个）；

    d．光平垫圈（个）；

    e. 弹簧垫圈（个）。

B3  安装方法

    将组件置于预先铣槽深0.5mm的两块铝夹板槽内，用两个M4螺钉，紧固两夹板。

B4 夹具各部件尺寸及装配图，见图B1。

 

图B1组件电致冷致热交变试验夹具装配图

l——组件(30×30ram)； 2--夹板；

    3--螺钉；              4--光平垫圈；

  5——弹簧垫圈；        6——螺母。

(在30mm处铣槽深为0.5mm)

 

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