Mikro-Heizsensor

Es handelt sich um einen passiven Pt1000-Widerstandstemperatur­sensor, nicht um einen aktiven Mikroheizer. Sein Widerstand beträgt 1.000 Ω bei 0 °C und verändert sich mit der Temperatur bei einem Koeffizienten von 3.850 ppm/K, sodass die angeschlossene Messschaltung die Temperatur bestimmen kann. Der empfohlene Messstrom liegt lediglich bei 0,1 bis 0,3 mA und ist für die Widerstandsmessung vorgesehen, nicht für eine gezielte Wärmeerzeugung. Jede Eigenerwärmung wird als Fehlerquelle betrachtet; im unmontierten Zustand liegt der Koeffizient unter 0,4 K/mW. Wählen Sie dieses Bauteil, wenn eine lokale Temperaturerfassung erforderlich ist; soll das Design Wärme erzeugen, ist ein separates Heizelement notwendig.

Die Unterseite ist für das Silbersintern ausgelegt, während die oberen Kontakte für das Ultraschall-Dickdrahtbonden vorgesehen sind. Die rückseitige AgPd-Metallisierung ist mit dem Silber-Sinterprozess kompatibel, und die AgPt-Oberseite unterstützt 300-µm-Al-H11-Bonddraht. Referenztestergebnisse zeigen eine rückseitige Scherfestigkeit von mindestens über 10 N/mm² und im Mittel über 20 N/mm² sowie einen Abziehwert auf der Oberseite von über 210 cN. Diese Werte sind als Referenzen zur Prozessvalidierung zu verstehen und nicht als automatische Freigabegrenzen für jede Baugruppe. Die Fertigungslinie benötigt daher geeignete Fähigkeiten für Die-Attach, Sintern und Drahtbonden, anstatt sich ausschließlich auf konventionelle Reflow-Ausrüstung für Leiterplatten zu stützen.

Klasse F 0.6 (2B) gilt im Dauerbetrieb von -50 °C bis +200 °C. Innerhalb dieses Bereichs folgt das Pt1000-Element einer Kennlinie von 3.850 ppm/K auf Basis von DIN EN IEC 60751. Ein Betrieb oberhalb von +200 °C ist angegeben, darüber hinaus werden jedoch weder eine definierte obere Temperatur noch eine Toleranzklasse genannt. Die Gesamtgenauigkeit des Systems hängt zudem von der Stabilität des Messstroms, Fehlern im analogen Front-End, der Umsetzungsgenauigkeit und dem thermischen Pfad zwischen der überwachten Oberfläche und dem Sensor ab. Designs für den Betrieb oberhalb von +200 °C sollten daher anwendungsspezifisch charakterisiert werden, statt davon auszugehen, dass die angegebene Toleranzklasse unverändert weiter gilt.

Der empfohlene Bereich für den Messstrom liegt bei 0,1 bis 0,3 mA; der endgültige Wert sollte unter Berücksichtigung von Rauschen, Auflösung und Anforderungen an die Eigenerwärmung gewählt werden. Bei 0 °C setzt ein Strom von 0,1 mA durch 1.000 Ω eine Leistung von 0,01 mW um, während 0,3 mA zu 0,09 mW führen. Unter Anwendung des Eigenerwärmungskoeffizienten im unmontierten Zustand von weniger als 0,4 K/mW ergeben sich unter diesen Referenzbedingungen geschätzte Temperaturanstiege von jeweils unter 0,004 K bzw. 0,036 K. Der Widerstand steigt mit der Temperatur, und die fertige Baugruppe hat ein anderes thermisches Umfeld, daher muss die Worst-Case-Berechnung den tatsächlichen Betriebswiderstand und die reale Montagstruktur berücksichtigen. Eine gepulste Anregung kann in Betracht gezogen werden, wenn eine geringere mittlere Verlustleistung wichtiger ist als eine kontinuierliche Messung.

Ja, die elektrisch isolierte Unterseite ist dafür ausgelegt, die Platzierung auf oder in der Nähe wärmeerzeugender Komponenten zu ermöglichen. Der Isolationswiderstand beträgt bei 20 °C mehr als 1.000 MΩ, und die theoretische Durchschlagsfestigkeit liegt basierend auf den Substrateigenschaften und der Sensorgeometrie bei 7,5 kV. Die fertige Baugruppe kann jedoch eine geringere Durchschlagsfestigkeit erreichen, da Sintern, Verkapselung, Vergussmaterialien und der Vergussmeniskus das elektrische Feld und den Isolationspfad verändern können. Die Sensorbewertung ersetzt nicht die Anforderungen an Kriechstrecken, Luftstrecken oder die Isolationskoordination des vollständigen Leistungsmoduls. Serienbaugruppen sollten daher in ihrer finalen mechanischen Konfiguration einer Isolations- und Hoch­spannungsvalidierung unterzogen werden.

Die maximal angegebene R₀-Drift beträgt nach jedem der drei unabhängig durchgeführten Tests 0,23 %. Diese Tests umfassen 1.000 Stunden bei +200 °C mit mindestens 0,1 mA, 1.000 Stunden bei +85 °C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit sowie 1.000 Zyklen zwischen -40 °C und +150 °C. Bei einem 1.000-Ω-Element entsprechen 0,23 % einem Wert von 2,3 Ω, was in der Nähe von 0 °C bei einer Empfindlichkeit von 3,85 Ω/K ungefähr 0,6 °C entspricht. Dieses Ergebnis sollte nicht als garantierte Drift für jedes beliebige kombinierte Einsatzprofil interpretiert werden. Entwickler sollten Sensordrift, Drift der Elektronik, Montageeinflüsse und gegebenenfalls erforderliche Rekalibrierungsintervalle im vollständigen Fehlerbudget berücksichtigen.

Die elektrischen und messtechnischen Spezifikationen sind bei beiden Bestellnummern identisch, daher wird die Auswahl in erster Linie durch Verpackung und Montageablauf bestimmt. Die Teilenummer 5164075 wird auf einem Wafer-Frame geliefert, was für die batchweise Handhabung von Dies und Sinter-Fügeprozesse geeignet sein kann. Die Teilenummer 5195006 wird auf einem Blistergurt für automatisierte, zuführbasierte Handhabung geliefert, mit etwa 4.200 Bauteilen pro Gurt in Oberseitenlage; kleinere Mengen können im Einzelfall verfügbar sein. Für beide Verpackungsformate ist bei ungeöffneter Verpackung eine Mindestlagerfähigkeit von neun Monaten sowie die Klassifizierung MSL 1 unbegrenzt angegeben. Die endgültige Auswahl sollte sich daher an Bestückungsequipment, Produktionsvolumen, Materialhandling und Beschaffungsanforderungen orientieren und nicht an der elektrischen Leistung.