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(8)PCR仪用了没多久半导体制冷器就坏了,怎么回

时间:2018-05-10 来源:EASTWIN浏览次数:53

             问题诊断             
 
东东:新的PCR仪用了没多长时间,半导体制冷器就坏了,怎么回事儿?

龙龙: 在PCR仪中,最脆弱的、又是最关键的零件恐怕要数半导体制冷器了(Thermo-electricModule)。在运输过程中受到冲击,或使用不当,在短期类完全有可能损坏这个“脆弱的心脏”,但这种情况发生概率是极小的。

      半导体制冷器是有一定寿命的,他的寿命和出厂时间关系不大,而与其冷热循环数,即客户的实际运行次数有关。所以,对于有些科研用户,用量不多,PCR用了5年以上还没问题。而对于一些工商业用户(如:PCR服务公司),三班倒上班,PCR仪几乎是不关机的,连续工作,可能2年,甚至更短的时间,半导体制冷器的寿命就到了。所以,我们将PCR仪的寿命,一定要知道客户的实际使用频度,不能只简单的讲这个机器用了几年,那个机器用了几年。东胜龙ETC811PCR仪对客户的实际使用时间有记录,可以准确的知道客户的使用时间。

      半导体制冷器的其实是一种很脆弱的半导体器件。它由几十对或几百对脆弱的两种碲化铋半导体小颗粒串联焊接(P/N节)在两个相距只有几毫米的陶瓷基板之间。当给半导体制冷器施加一个直流电源时,电子从N型半导体跃迁到P型半导体,释放热量,从而使半导体制冷器的一面变冷,另一面变热,向一个热泵,将热量从一面抽到另一面。改变电流的方向,现象依然。所以可以通过这一原理,通过调整电流的方向和大小来控制热面和冷面的问题。PCR仪正是利用了半导体制冷器的这个特性,使得PCR从水浴锅、压缩机时代走向了电子制冷时代。半导体制冷器的特点是,制冷速度快,控制精度高,容易实现自动化,体积小,干净卫生。

       但由于其材料本身的脆性、强度各项异性、容易产生裂纹等弱点,加之几百个焊点,使其可靠性大打折扣。

       最头疼的是,它的寿命无法测得,也很预计,就连半导体厂家只能也只能根据统计数据预测其寿命,不敢保证每一块器件就能达到多少。况且,半导体制冷器的寿命与其使用条件和使用方式关系很大。

1.半导体材料本身的自然时效产生性质的变化,塞贝克系数、帕尔贴系数都会发生变化,使器件的性能下降。

2.在冷热交变和压力的作用下,半导体材料发生了物理变化引起的电性能下降或损坏。如裂纹、助焊层开裂、脱落等。

3. 受冷热冲击的作用,焊接面在热胀冷缩交变应力的作用下,发生疲劳裂纹或断裂,甚至脱焊引起电性能下降或损坏。

 



 

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