[{"data":1,"prerenderedAt":65},["ShallowReactive",2],{"blog-pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation-de":3},{"title":4,"description":5,"date":6,"lastUpdated":6,"category":7,"image":8,"imageAlt":9,"readingTime":10,"wordCount":11,"timeRequired":12,"htmlContent":13,"faq":14,"tags":30,"slug":34,"sourceLocale":35,"availableLocales":36,"jsonld":41},"PCB-Temperatursensor platzieren: Luft- oder Bauteiltemperatur?","Vergleich einer hypothetischen PCB-Temperaturmessung an einem Luftpunkt im Gehäuse oder am Bauteilgehäuse – mit Hinweisen zu Referenzposition, Validierung und Messunsicherheit.","2026-11-12","design","/assets/blogs/pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation/air-vs-case-cover.svg","Schematischer Vergleich eines Sensors, der die Lufttemperatur an einem Ort erfasst, mit einem Sensor, der über eine vorgesehene Schnittstelle an ein Bauteilgehäuse gekoppelt ist.",16,3167,"PT16M","\u003Cp>Ein Temperatursensor meldet die Temperatur seines Sensorelements. Diese kann nahe an der umgebenden Lufttemperatur, der Temperatur der darunterliegenden Leiterplatte oder der eines benachbarten Bauteils liegen. Die räumliche Nähe allein zeigt jedoch nicht, welcher Einfluss überwiegt.\u003C/p>\n\u003Cp>Beginnen Sie den Entwurf mit einer messbaren Frage: \u003Cstrong>Welche Temperatur muss an welchem Ort und in welchen Betriebsarten durch den Messwert repräsentiert werden?\u003C/strong> Legen Sie anschließend einen zulässigen Fehler und ein Kriterium für die Ansprechzeit fest, bevor Sie das Layout auswählen. Für einen Luftmonitor nahe einem Gehäuseeinlass und einen Monitor des Gehäuses eines Leistungsbauteils können entgegengesetzte Wärmepfade erforderlich sein, selbst wenn derselbe Sensor-IC verwendet wird.\u003C/p>\n\u003Ch2>Temperatur festlegen, bevor der Wärmepfad entworfen wird\u003C/h2>\n\u003Cp>Auf engem Raum können mehrere Temperaturen gleichzeitig auftreten:\u003C/p>\n\u003Cul>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Lufttemperatur\u003C/strong> ist die Temperatur der Luft an einem angegebenen Ort. Die in ein Gehäuse einströmende Luft kann sich von der ausströmenden Luft oder der Luft an einem heißen Bauteil unterscheiden.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Temperatur des Sensorelements\u003C/strong> ist die Größe, auf die der Sensor hauptsächlich reagiert, vorbehaltlich seiner elektrischen und kalibrierungsbedingten Fehler.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>PCB-Oberflächentemperatur\u003C/strong> gilt für eine bestimmte Position und einen bestimmten Lagenaufbau der Leiterplatte. Sie repräsentiert nicht automatisch die gesamte Leiterplatte.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Bauteiloberflächen- oder Gehäusetemperatur\u003C/strong> ist die Temperatur an einem festgelegten Punkt auf der Außenseite des Bauteils.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Halbleiter-Sperrschichttemperatur\u003C/strong> herrscht im Inneren des Bauteils. Ein Gehäuse- oder Leiterplattensensor zeigt weder automatisch die Sperrschichttemperatur noch den heißesten internen Punkt an.\u003C/li>\n\u003C/ul>\n\u003Cp>Geben Sie für jede Anforderung den Referenzort, den Betriebsbereich, die zulässige Differenz im stationären Zustand und die Definition der Ansprechzeit an. Legen Sie außerdem fest, ob die Anforderung beim Start, im Leerlauf, unter maximaler Last, bei Lüfterausfall oder in anderen Betriebsarten gilt. Benötigt ein Produkt tatsächlich die Sperrschichttemperatur, sollte eine geeignete Sperrschichtmessung, etwa über eine unterstützte entfernte Diode, als eigenständige Architektur mit eigener elektrischer und thermischer Validierung betrachtet werden – nicht als automatischer Ersatz für eine Oberflächenmessung.\u003C/p>\n\u003Ch2>Zwei hypothetische Architekturen\u003C/h2>\n\u003Cp>Die folgenden Entwürfe dienen dem Vergleich. Sie sind weder vorgeschriebene Geometrien noch Leistungsversprechen.\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Cimg src=\"/assets/blogs/pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation/air-vs-case-concept.svg\" alt=\"Schematische Wärmepfade: Ein Luftsensor ist an die lokale Luft und seine Leiterplatte gekoppelt, ein Gehäusesensor über eine vorgesehene Schnittstelle; auch die jeweilige Umgebung beeinflusst beide Messwerte.\">\u003C/p>\n\u003Ch3>Architektur A: Luft an einem Ort im Gehäuse\u003C/h3>\n\u003Cp>Ein auf der Leiterplatte montierter Sensor sitzt auf einer schmalen PCB-Zunge oder einer kleinen Tochterplatine nahe einer definierten Luftentnahmestelle. Seine elektrischen Anschlüsse bleiben für den Betrieb ausreichend, während unnötige Kupferverbindungen zu wärmeren Leiterplattenbereichen reduziert werden. Eine Gehäuseöffnung oder ein Luftführungskanal bringt repräsentative Luft am Sensor vorbei.\u003C/p>\n\u003Cp>Der vorgesehene Pfad lautet \u003Cstrong>Luft → Sensorgehäuse → Sensorelement\u003C/strong>. Unerwünschte Pfade umfassen Wärmeleitung von der Hauptplatine, Wärmestrahlung warmer Oberflächen und Luft, die bereits durch vorgeschaltete Elektronik erwärmt wurde.\u003C/p>\n\u003Cp>Dieser Ansatz kann die Erfassung der Lufttemperatur verbessern, doch die thermische Entkopplung kann den Sensor mechanisch anfällig machen oder ihn in einer kaum durchströmten Zone platzieren. Eine Öffnung kann die Baugruppe außerdem Verunreinigungen aussetzen oder dazu führen, dass ein äußerer Luftzug die vorgesehene interne Strömung überlagert.\u003C/p>\n\u003Ch3>Architektur B: definierte Bauteiloberfläche\u003C/h3>\n\u003Cp>Eine mögliche Architektur verwendet einen Sensor auf einer separaten kleinen Platine oder einem flexiblen Anschlussstück, der mithilfe einer eigens dafür ausgelegten Halterung an einem festgelegten Punkt des Bauteilgehäuses anliegt. Schnittstelle und Befestigung müssen für das tatsächliche Sensorpaket und Bauteil ausgelegt werden. Prüfen Sie Toleranzkette, zulässige Kontaktflächen, Anpresskraft, elektrische Isolation und Abstände, Materialverträglichkeit, mögliche Schäden am Gehäuse oder an Lötstellen sowie Auswirkungen auf die Kühlung des Bauteils. Validieren Sie den montierten Kontakt mit relevanten Vibrations- und Temperaturwechselprüfungen. Der Wärmeweg im Gehäuse und die vollständige Baugruppe müssen validiert werden; dieses Konzept mit direktem Kontakt wird nicht durch alle Beispiele der Hersteller für Leiterplattenmontage abgedeckt.\u003C/p>\n\u003Cp>Der vorgesehene Pfad lautet \u003Cstrong>Bauteiloberfläche → Schnittstelle → Sensorgehäuse → Sensorelement\u003C/strong>. Der Sensor wird weiterhin von seiner Leiterplatte, benachbartem Kupfer, der Umgebungsluft und Wärmestrahlung beeinflusst. Anpressdruck, Dicke der Schnittstelle und Montagetoleranzen können das Ergebnis verändern.\u003C/p>\n\u003Cp>Diese Architektur ist nicht automatisch ein Sperrschichtmonitor. Sie kann das Bauteil außerdem schlecht erfassen, wenn die Leiterplattenanschlüsse mehr Wärme aus einer anderen Quelle leiten, als die Schnittstelle vom Zielbauteil überträgt.\u003C/p>\n\u003Ctable>\n\u003Cthead>\n\u003Ctr>\n\u003Cth>Entwurfsentscheidung\u003C/th>\n\u003Cth>Beabsichtigter Nutzen\u003C/th>\n\u003Cth>Neues Risiko oder konkurrierender Pfad\u003C/th>\n\u003Cth>Zu prüfen\u003C/th>\n\u003C/tr>\n\u003C/thead>\n\u003Ctbody>\u003Ctr>\n\u003Ctd>Verringerte Kupplung über Kupfer in A\u003C/td>\n\u003Ctd>Weniger Wärmeleitung von der Hauptplatine\u003C/td>\n\u003Ctd>Längere Einschwingzeit, elektrische oder mechanische Nachteile\u003C/td>\n\u003Ctd>Lufttemperaturfehler bei verschiedenen Leiterplattenlasten und Luftströmungen\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>Geplanter Luftaustausch im Gehäuse in A\u003C/td>\n\u003Ctd>Luft aus dem festgelegten Bereich zum Sensor führen\u003C/td>\n\u003Ctd>Empfindlichkeit gegenüber Zugluft oder Verunreinigung\u003C/td>\n\u003Ctd>Referenzlufttemperatur am festgelegten Punkt in jedem Gehäusezustand\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>Kontaktschnittstelle in B\u003C/td>\n\u003Ctd>Sensor an den ausgewählten Gehäusepunkt koppeln\u003C/td>\n\u003Ctd>Schwankender Druck, Isolations- oder Montageprobleme\u003C/td>\n\u003Ctd>Fehler gegenüber einer Oberflächenreferenz, einschließlich wiederholter Montage\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>Kupfer oder Durchkontaktierungen nahe B\u003C/td>\n\u003Ctd>In einem geeigneten Entwurf einen gewünschten Leiterplatten-Wärmepfad schaffen\u003C/td>\n\u003Ctd>Sensor an eine nicht relevante Wärmequelle oder Wärmesenke koppeln\u003C/td>\n\u003Ctd>Zielbauteil, Leiterplatte im Sensorbereich und benachbarte Temperaturen vergleichen\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>Lokale Entkopplung in B\u003C/td>\n\u003Ctd>Konkurrierenden Wärmeeinfluss der Leiterplatte verringern\u003C/td>\n\u003Ctd>Baugruppe schwächen oder elektrische Pfade unterbrechen\u003C/td>\n\u003Ctd>Mechanische, elektrische und thermische Prüfungen gemeinsam durchführen\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003C/tbody>\u003C/table>\n\u003Cp>TI behandelt in \u003Ca href=\"https://www.ti.com/lit/an/snoa967a/snoa967a.pdf\">SNOA967A Rev. A, PCB-Richtlinien für oberflächenmontierte Temperatursensoren\u003C/a> Wärmewege auf der Leiterplatte sowie Beispiele für Lufttemperaturmessung und die Erfassung benachbarter Bauteile. Die Anleitung validiert nicht die vorgeschlagene Halterung mit direktem Gehäusekontakt aus Architektur B. Ihre Beispiele sind nützliche Ausgangspunkte, aber keine allgemeingültigen Maße, Durchkontaktierungszahlen oder Genauigkeitsversprechen.\u003C/p>\n\u003Ch2>Jeden relevanten Wärmepfad verfolgen\u003C/h2>\n\u003Ch3>Wärmeleitung: häufig der verborgene Pfad\u003C/h3>\n\u003Cp>Wärme wird über Sensoranschlüsse oder -pads, Lötstellen, Kupfer, Durchkontaktierungen, Laminat, Befestigungsteile und jedes Material geleitet, das das Gehäuse berührt. In einem Luftmessungsentwurf kann eine große Kupferanbindung an einen warmen Regler den Sensorwert von der lokalen Lufttemperatur wegziehen. Bei einer Oberflächenmessung kann ein gezielter Wärmeleitpfad nützlich sein – aber nur, wenn er mit dem festgelegten Ziel statt mit einer anderen Wärmequelle verbunden ist.\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Ca href=\"/de/blog/thermal-vias-pcb/\">Thermische Durchkontaktierungen\u003C/a> können Wärme zwischen Leiterplattenlagen transportieren; ihre Wirkung auf einen Sensor hängt jedoch davon ab, womit diese Lagen thermisch gekoppelt sind. Bewerten Sie sie als Teil des vollständigen Messpfads und nicht lediglich als Mittel zur Kühlung der Leiterplatte.\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Cimg src=\"/assets/blogs/pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation/lm75a-temperature-sensor-on-pcb.webp\" alt=\"Auf eine Leiterplatte gelöteter LM75A-Temperatursensor-IC; seine Anschlüsse sind mit Kupferpads und Leiterbahnen verbunden.\">\u003C/p>\n\u003Cp>Der Aufbau des Gehäuses ist relevant. Die freiliegende Gehäusefläche, Anschlüsse und Unterseite müssen nicht gleich stark an das Sensorelement gekoppelt sein. Prüfen Sie die Dokumentation des Sensors, bevor Sie davon ausgehen, dass die Montage der Oberseite, Unterseite oder Anschlüsse am Ziel den stärksten Wärmepfad schafft. Beschichtung, Klebstoff und Wärmeleitmaterial können ebenfalls Widerstand oder thermische Masse hinzufügen.\u003C/p>\n\u003Cp>Ein Messpunkt auf der Leiterplatte kann helfen, Wärmeleitung zu diagnostizieren, misst aber nur seine eigene Position. Eine Temperaturmessung neben dem Sensor belegt nicht die Temperatur im Sensorpaket.\u003C/p>\n\u003Ch3>Konvektion: festlegen, welche Luft zählt\u003C/h3>\n\u003Cp>Luft transportiert Wärme in beide Architekturen hinein und aus ihnen heraus. In Architektur A ist dies nur dann die gewünschte Kopplung, wenn die am Sensor vorbeiströmende Luft den festgelegten Ort repräsentiert. Lüfter, Kabelbündel, Lüftungsöffnung oder Gehäusewand können die Strömung umlenken. Zurückströmende erwärmte Abluft kann den Wert eines Einlasssensors verändern, ohne dass sich die Raumtemperatur ändert.\u003C/p>\n\u003Cp>In Architektur B kann bewegte Luft das Sensorgehäuse oder die Schnittstelle gegenüber der Bauteiloberfläche abkühlen. Ein Ergebnis bei eingeschaltetem Lüfter belegt daher nicht das Verhalten bei ausgeschaltetem Lüfter – und umgekehrt.\u003C/p>\n\u003Cp>Der \u003Ca href=\"https://sensirion.com/media/documents/FC5BED84/662B494D/Sensirion_Humidity_Temperature_Design_Guide.pdf\">Sensirion-Leitfaden zur Auslegung von Feuchte- und Temperatursystemen, Version 2, März 2024\u003C/a> behandelt Wärmeleitung über die Leiterplatte und den Einfluss der Luft in montierten Luftfeuchte- und Temperatursystemen. Er ist keine Anleitung für Gehäusesensoren oder Sperrschichtthermometer; die Unterscheidung zwischen Eigenschaften auf Sensorebene und dem Verhalten des Gesamtsystems bleibt hier jedoch wichtig.\u003C/p>\n\u003Ch3>Wärmestrahlung: ein Pfad ohne Kontakt\u003C/h3>\n\u003Cp>Ein Sensor tauscht Wärmestrahlung mit umgebenden Oberflächen aus. Ein nahegelegener heißer Schirm, eine dunkle Gehäusewand oder ein Leistungsbauteil kann das Sensorgehäuse beeinflussen, selbst wenn die Wärmeleitung verringert wird. Oberflächentemperatur, Fläche, Emissionsgrad und Sichtverbindung spielen dabei eine Rolle.\u003C/p>\n\u003Cp>Ein Schirm kann den Einfluss der Wärmestrahlung verringern, aber auch die Luftströmung behindern oder selbst zu einer weiteren wärmeleitenden oder abstrahlenden Fläche werden. Vergleichen Sie abgeschirmte und unabgeschirmte Konfigurationen, wenn Wärmestrahlung als Einfluss infrage kommt; gehen Sie nicht davon aus, dass ein Schirm neutral ist.\u003C/p>\n\u003Ch3>Thermische Masse und Montage\u003C/h3>\n\u003Cp>Eine große Kupferfläche, eine dicke Schnittstelle, ein Haltebügel oder eine Gehäusewand kann eine Temperaturänderung am Sensor verzögern. Eine geringe thermische Masse kann die Reaktion beschleunigen, den Messwert aber empfindlicher für kurze Luftzüge oder Rauschen machen. Umgekehrt kann eine massive Befestigung den Messwert stabilisieren und gleichzeitig einen schnellen Temperaturanstieg des Bauteils verdecken.\u003C/p>\n\u003Cp>Die Montage ist Teil des thermischen Netzwerks. Schrauben, Klammern und Klebstoff können Wärme leiten, den Anpressdruck verändern oder sich unter Vibration und Temperaturwechseln verändern. Prüfen Sie die vorgesehene Produktionsmontage und nicht nur eine praktische Laborbefestigung. Legen Sie bei wiederholter Temperatureinwirkung Prüfkörper, Profil und Ausfallkriterien als Teil des \u003Ca href=\"/de/blog/thermal-cycling-testing/\">Prüfplans für Temperaturwechsel\u003C/a> fest.\u003C/p>\n\u003Ch2>Eigenerwärmung von benachbarter Wärme trennen\u003C/h2>\n\u003Cp>\u003Cstrong>Eigenerwärmung des Sensors\u003C/strong> ist Wärme, die der Sensor selbst oder seine Anregung und Schaltung erzeugt. Sie kann von Versorgung, Messrate oder Tastverhältnis abhängen. Bei einem Widerstandselement kann die Anregung das Element selbst erwärmen; bei einem IC können Betriebsart und Stromaufnahme relevant sein. Beachten Sie die Spezifikationen des jeweiligen Bauteils.\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Cstrong>Benachbarte Wärme\u003C/strong> stammt aus anderen Quellen: Reglern, Prozessoren, Pull-up-Netzwerken, Leistungsbauteilen oder deren erwärmtem Kupfer. Sie kann den Sensor über die Leiterplatte, die Luft oder Wärmestrahlung erreichen.\u003C/p>\n\u003Cp>Halten Sie zur Unterscheidung die Umgebungsbedingungen so stabil wie praktikabel und verändern Sie die zulässige Sensoranregung, Abtastrate oder das Tastverhältnis. Warten Sie ausreichend lange auf das Einschwingen und vergleichen Sie mit einer Referenz. Stellen Sie anschließend den vorgesehenen Sensormodus wieder her und verändern Sie benachbarte Last oder Luftströmung. Eine Messwertänderung ist ein Anlass für weitere Untersuchung, aber für sich allein kein Beweis für einen einzelnen Wärmepfad.\u003C/p>\n\u003Cp>Eine Änderung des elektrischen Prüfeingangs oder der Ersatz durch einen Widerstand kann eine elektrische Messkette prüfen, \u003Cstrong>verifiziert jedoch nicht\u003C/strong> den thermischen Kontakt zwischen Sensor und Ziel. Ebenso korrigiert ein bei einer Bedingung ermittelter Kalibrierungs-Offset nicht zwangsläufig einen Gradienten, der sich mit Last oder Luftströmung verändert.\u003C/p>\n\u003Ch2>Schlitze und Kupferänderungen verändern das Gesamtsystem\u003C/h2>\n\u003Cp>Ein Schlitz, ein schmaler Leiterplattensteg oder eine Verringerung des Kupfers kann den Wärmewiderstand zwischen Bereichen erhöhen. Dadurch können jedoch auch Probleme entstehen, die nichts mit der Temperaturmessung zu tun haben.\u003C/p>\n\u003Cp>Prüfen Sie vor dem Schneiden oder Umformen der Leiterplatte Folgendes:\u003C/p>\n\u003Cul>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Elektrische Rückstrompfade:\u003C/strong> Eine geteilte oder verengte Bezugsebene kann Rückströme um eine Öffnung herum zwingen, die Schleifenfläche vergrößern oder Signalintegrität und Emissionen beeinflussen. Erhalten Sie die erforderlichen Strompfade und führen Sie eine \u003Ca href=\"/de/blog/return-path-design-tips-pcb-design-basics/\">Prüfung der Rückstrompfade\u003C/a> durch, statt anzunehmen, weniger Kupfer sei unbedenklich.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Mechanische Festigkeit:\u003C/strong> Ein Zungen- oder Schlitzbereich kann sich bei Handhabung, Steckermontage oder Vibration biegen. Prüfen Sie die Leiterplattenabstützung sowie die Belastung von Lötstellen und flexiblen Verbindungen.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Fertigung und Verunreinigung:\u003C/strong> Öffnungen und schmale Strukturen können Nutzentrennung, Handhabung, Reinigung und Beschichtung beeinflussen. Je nach Ausrichtung und Umgebung können sich in Schlitzen Rückstände oder Flüssigkeiten sammeln.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Zuverlässigkeit:\u003C/strong> Anpressdruck, Schnittstellenmaterialien, Lötstellen und Kupferstrukturen können sich durch Temperaturwechsel, Feuchtigkeit oder wiederholte mechanische Belastung verändern.\u003C/li>\n\u003Cli>\u003Cstrong>Elektrische Abstände und Sicherheitsabstände:\u003C/strong> Kontaktmaterial, Befestigungsteile und Kupferänderungen müssen alle geltenden Isolations- und Abstandsanforderungen erfüllen.\u003C/li>\n\u003C/ul>\n\u003Cp>Wählen Sie Schlitzgröße oder Kupfermuster nicht anhand einer allgemeinen Faustregel. Bewerten Sie den vollständigen elektrischen, mechanischen und thermischen Entwurf anhand der Sensor- und Baugruppenspezifikationen.\u003C/p>\n\u003Ch2>Eine überprüfbare Validierungsmatrix erstellen\u003C/h2>\n\u003Cp>Legen Sie die Abnahmeregel vor dem Test fest. Definieren Sie beispielsweise die zulässige stationäre Differenz zur Referenz, die Kenngröße für das Ansprechverhalten, die erforderlichen Betriebsarten und den Einfluss der Unsicherheit auf die Entscheidung. Kann ein Ergebnis Bestehen und Nichtbestehen nicht unterscheiden, ist es als nicht schlüssig zu dokumentieren und nicht stillschweigend anzunehmen.\u003C/p>\n\u003Cp>Verwenden Sie Referenzmessketten mit gültigen, für die Messgröße und den Bereich geeigneten Nachweisen zu Kalibrierung und Rückführbarkeit und dokumentieren Sie ihren Kalibrierstatus. Halten Sie bei der Gehäusereferenz die Position und die wiederholbare Befestigung mit geeignetem Material, Druck oder Klebegeometrie fest; bewerten Sie Wärmeleitung durch den Fühler, Änderungen der Kühlung des Ziels und Abweichungen zu unzugänglichen Zielpunkten. Platzieren Sie die Luftreferenz, soweit praktikabel, so, dass sie die Strömung möglichst wenig blockiert und möglichst wenig Wärmestrahlung aufnimmt. Dokumentieren Sie verbleibende räumliche Abweichungen und Störungen und berücksichtigen Sie deren Auswirkung bei der Interpretation. Eine Kalibrierung allein validiert weder Positionierung, Kontakt, Belastung noch dynamisches Verhalten. Beziehen Sie Auflösung, Wiederholbarkeit, Zeitmessung und relevante Umwelteinflüsse in die Unsicherheitsbewertung ein.\u003C/p>\n\u003Ctable>\n\u003Cthead>\n\u003Ctr>\n\u003Cth>Prüffrage\u003C/th>\n\u003Cth>Aufbau und Referenz\u003C/th>\n\u003Cth>Zu dokumentierende Ergebnisse und Nachweise für die Entscheidung\u003C/th>\n\u003C/tr>\n\u003C/thead>\n\u003Ctbody>\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Wird der vorgesehene Ort gemessen?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Bestimmen Sie den Luftmesspunkt im Gehäuse von A und den Gehäusepunkt des Bauteils in B sowie die jeweilige Referenzposition. Bewerten Sie räumliche Unterschiede und unzugängliche Zielpunkte.\u003C/td>\n\u003Ctd>Dokumentieren Sie genaue Positionen, Montage und Referenzunsicherheit. Befindet sich der Sensor an diesem Punkt, bewerten Sie die Differenz zwischen einem benachbarten Referenzpunkt und dem vorgesehenen Messpunkt.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Kann der Fühler das Ergebnis beeinflussen?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Vergleichen Sie, soweit praktikabel, eine geeignete Referenzbefestigung oder -position mit einer Alternative. Bewerten Sie Wärmeleitung durch den Gehäusefühler und Befestigungseffekte auf die Kühlung sowie die Strömungsblockierung und Wärmestrahlungsaufnahme der Luftreferenz.\u003C/td>\n\u003Ctd>Dokumentieren Sie verbleibende Abweichungen und Störungen und berücksichtigen Sie deren Auswirkung beim Vergleich.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Was geschieht im Leerlauf und bei hoher Last?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Führen Sie die festgelegten Betriebsarten für Leerlauf und hohe Last so lange aus, bis ein vorab festgelegtes Einschwingkriterium erreicht ist. Messen Sie das Ziel sowie ausgewählte benachbarte Leiterplatten- oder Wärmequellenpositionen.\u003C/td>\n\u003Ctd>Vergleichen Sie Sensor und Referenz über dasselbe stationäre Zeitintervall. Dokumentieren Sie vorzeichenbehafteten Fehler, Schwankung und benachbarte Temperaturgradienten.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Reagiert der Sensor ausreichend schnell?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Beginnen Sie unter einer festgelegten Ausgangsbedingung; protokollieren Sie den Start und einen spezifizierten Lastwechsel mit synchronisierten Zeitstempeln. Erfassen Sie bei Bedarf sowohl steigende als auch fallende Übergänge.\u003C/td>\n\u003Ctd>Dokumentieren Sie die Ansprechzeit anhand des vorab festgelegten Schwellenwerts, der Filterung und des Zeitursprungs. Erfassen Sie außerdem Überschwingen, Verzögerung und ein Nichterreichen des Schwellenwerts.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Verändert das Gehäuse oder die Luftströmung das Ergebnis?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Prüfen Sie das vorgesehene Gehäuse, die Lüftungsöffnung und Lüfterzustände, einschließlich relevanter Montagevarianten und Fehlerzustände. Platzieren Sie die Referenz für jeden Fall am festgelegten Ort.\u003C/td>\n\u003Ctd>Vergleichen Sie stationären Fehler und Übergangsverhalten getrennt. Ein Ergebnis bei geöffnetem Gehäuse belegt nicht das Verhalten bei geschlossenem Gehäuse.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Ist die Eigenerwärmung bedeutsam?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Verändern Sie bei stabiler Umgebung die zulässige Sensoranregung oder das zulässige Tastverhältnis und überwachen Sie dabei die Referenz.\u003C/td>\n\u003Ctd>Dokumentieren Sie Messwertänderung und Einschwingverhalten; wiederholen Sie die Messung mit der vorgesehenen Produktionseinstellung.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003Ctr>\n\u003Ctd>\u003Cstrong>Wiederholt sich das Ergebnis?\u003C/strong>\u003C/td>\n\u003Ctd>Prüfen Sie mehrere repräsentative Leiterplatten und Baugruppen einschließlich relevanter Kontakt-, Montage- und Geometrievarianten. Wiederholen Sie ausgewählte Übergänge.\u003C/td>\n\u003Ctd>Berichten Sie die Ergebnisse für jede Leiterplatte und Bedingung, nicht nur die beste Messkurve oder einen Gesamtmittelwert. Untersuchen Sie Ausreißer und überarbeiten Sie Entwurf oder Prüfung.\u003C/td>\n\u003C/tr>\n\u003C/tbody>\u003C/table>\n\u003Cp>Definieren Sie die Messgröße einschließlich Leiterplattenposition und relevanter thermischer sowie zeitlicher Bedingungen und legen Sie den vorzeichenbehafteten Fehler als Sensoranzeige minus Referenzschätzung dieser Temperatur fest. Geben Sie das Unsicherheitsbudget und dessen Überdeckungsfaktor oder Wahrscheinlichkeit an und quantifizieren oder begrenzen Sie die durch die Referenzposition verursachte Abweichung, zum Beispiel anhand des Temperaturgradienten und des Abstands unter den jeweiligen Bedingungen. Legen Sie fest, ob diese Abweichung korrigiert wird, wobei die verbleibende Korrekturunsicherheit einzubeziehen ist, oder unkorrigiert bleibt und ausdrücklich im Intervall und bei der Entscheidung berücksichtigt wird; lassen Sie sie weder weg noch zählen Sie sie doppelt. Spezifizieren Sie die Entscheidungsregel einschließlich des Umgangs mit Intervallen, die eine Grenzlinie überlappen. Beispielsweise ist die Vorgabe, nur dann anzunehmen, wenn der Betrag des beobachteten Fehlers zuzüglich erweiterter Unsicherheit innerhalb eines projektspezifisch gewählten Grenzwerts liegt und überlappende Intervalle als unbestimmt gelten, eine für die tatsächliche Messgröße, das Unsicherheitsmodell und die Risikobewertung zu vereinbarende Vorgehensweise und keine allgemeingültige Regel. Jede relevante Leiterplatte und Betriebsbedingung muss einzeln bewertet werden, statt Fehler in einer zusammengefassten Unsicherheit zu verbergen. Definieren Sie die Ansprechzeit und ihr Unsicherheitsmodell ebenso ausdrücklich, einschließlich Fühlerverzögerung und Zeitstempelabgleich, und legen Sie fest, wie Ansprechzeitintervalle innerhalb, außerhalb oder mit Überlappung des jeweiligen Grenzwerts behandelt werden.\u003C/p>\n\u003Ch3>Hypothetische Berechnung\u003C/h3>\n\u003Cp>Eine Referenz an einer Bauteiloberfläche steigt nach einem Lastwechsel von \u003Cstrong>20 °C\u003C/strong> auf einen stationären Wert von \u003Cstrong>50 °C\u003C/strong>. Ein auf der Leiterplatte montierter Sensor steigt von \u003Cstrong>20 °C\u003C/strong> auf \u003Cstrong>48 °C\u003C/strong>. Diese Werte sind frei erfunden und veranschaulichen die Berechnung; sie sind weder Messergebnisse noch ein Abnahmegrenzwert.\u003C/p>\n\u003Cp>Der vorzeichenbehaftete Fehler im stationären Zustand beträgt:\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Cstrong>48 °C − 50 °C = −2 °C\u003C/strong>\u003C/p>\n\u003Cp>Für dieses Beispiel ist ein gemeinsamer Schwellenwert als 90 % des gesamten Referenzanstiegs definiert. Der Anstieg beträgt 30 °C, der Schwellenwert also \u003Cstrong>20 °C + 0,9 × 30 °C = 47 °C\u003C/strong>. Überschreitet die Referenz 47 °C nach 20 Sekunden und der Sensor diesen Wert nach 70 Sekunden, erreicht der Sensor den Schwellenwert nach 70 Sekunden, also \u003Cstrong>50 Sekunden nach dem Überschreiten durch die Referenz\u003C/strong>. Dies ist die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen ein gewählter absoluter Schwellenwert überschritten wird, nicht die eigene Ansprechzeit des Sensors auf 90 %: Sein Endanstieg beträgt nur 28 °C.\u003C/p>\n\u003Cp>Für die oben genannten Überschreitungen wird angenommen, dass es sich um die jeweils erste gültige Überschreitung bei steigender Temperatur handelt. Legen Sie Filterung, Mindestdauer und die Berichterstattung bei mehreren Überschreitungen oder bei Nichterreichen des Schwellenwerts während der Prüfung fest. Die Berechnung belegt kein Bestehen. Eine reale Entscheidung erfordert außerdem festgelegte Grenzwerte, Zeit- und Temperaturunsicherheiten, eine Definition des Einschwingens sowie Ergebnisse für die erforderlichen Betriebsarten und Baugruppen.\u003C/p>\n\u003Cp>\u003Ca href=\"https://www.analog.com/en/resources/app-notes/an-892.html\">Analog Devices AN-892\u003C/a> definiert für das dort verwendete Modell erster Ordnung eine Zeitkonstante als den Punkt bei 63,2 % eines abschließenden Sprungs; eine reale Baugruppe ist nicht zwangsläufig ein System erster Ordnung. Die 90-%-Ansprechzeit eines Sensors bezieht sich auf dessen eigene Änderung vom Anfangs- zum Endwert. Dieses Beispiel vergleicht stattdessen das Überschreiten eines gemeinsamen absoluten Schwellenwerts, was nicht zwingend einer der beiden Kenngrößen entspricht. Legen Sie einen gemeinsamen Zeitursprung fest und geben Sie die Zeitunsicherheit an. Berichten Sie gesondert, wenn ein Messwert am Zeitursprung bereits am oder über dem Schwellenwert liegt oder ihn innerhalb des Beobachtungszeitraums nie überschreitet; leiten Sie keine fehlende Überschreitung oder Zeitdifferenz ab.\u003C/p>\n\u003Cp>Für eine Anfrage zu einer Leiterplatte oder Baugruppe verwenden Sie die \u003Ca href=\"/de/quote/\">Anfrageseite\u003C/a> und stellen Sie Konstruktionsdaten, Sensorteilenummer, vorgesehenen Messort und relevante mechanische oder thermische Anforderungen bereit. Stimmen Sie Umfang von Halterung, Kalibrierung und Umwelttests für das Projekt ab.\u003C/p>\n\u003Cdiv data-component=\"BlogQuickQuoteInline\">\u003C/div>\n\n\u003C!-- faq:start -->\n\u003Ch2>FAQ\u003C/h2>\n\u003Ch3>Kann ein einzelner auf der Leiterplatte montierter Sensor sowohl die Gehäuseluft als auch ein heißes Bauteil repräsentieren?\u003C/h3>\n\u003Cp>Unter bestimmten Betriebsbedingungen möglicherweise, doch die Ziele stehen miteinander in Konflikt. Bei einer Luftmessung ist die Kopplung an repräsentative Luft wichtig, bei einer Oberflächenmessung die Kopplung an das Ziel. Validieren Sie jede beanspruchte Messgröße unabhängig für alle erforderlichen Betriebsarten.\u003C/p>\n\u003Ch3>Ist der nächstgelegene Sensor immer der beste Monitor für ein Bauteil?\u003C/h3>\n\u003Cp>Nein. Ein nahegelegener Sensor kann von Leiterplattenkupfer, Luftströmung oder einer anderen Wärmequelle dominiert werden. Legen Sie den Oberflächenpunkt fest und prüfen Sie den vollständigen Wärmepfad anhand einer geeigneten Referenz.\u003C/p>\n\u003Ch3>Verbessert eine große Kupferfläche die Temperaturerfassung immer?\u003C/h3>\n\u003Cp>Nein. Sie kann die Kopplung an einen thermischen Bereich verbessern und zugleich thermische Masse hinzufügen oder Wärme von einem anderen Ort leiten. Ihr Nutzen hängt vom Ziel ab und muss geprüft werden.\u003C/p>\n\u003Ch3>Lässt sich eine Oberflächenmessung direkt in die Sperrschichttemperatur umrechnen?\u003C/h3>\n\u003Cp>Im Allgemeinen nicht allein anhand eines einzelnen Oberflächenmesswerts. Die Differenz hängt vom Bauteil, dem Wärmefluss und den Betriebsbedingungen ab. Verwenden Sie ein geeignetes Modell oder eine Methode zur Sperrschichtmessung und validieren Sie diese für die Anwendung.\u003C/p>\n\u003Ch3>Wann sollte die Validierung wiederholt werden?\u003C/h3>\n\u003Cp>Wiederholen Sie die relevanten Prüfungen nach Änderungen am Sensorgehäuse, Kupfer, der Befestigung, dem Schnittstellenmaterial, Gehäuse, Luftstrom, der Verlustleistung benachbarter Bauteile oder der Sensorbetriebsart. Auch eine Änderung, die die Montage verbessern soll, kann den Wärmepfad verändern.\u003C/p>\n\u003C!-- faq:end -->\n\u003Csection class=\"related-links\" aria-label=\"Weiterführende Links\">\u003Ch3 id=\"related-links\">Weiterführende Links\u003C/h3>\u003Cul>\u003Cli>\u003Ca href=\"/de/blog/thermal-vias-pcb/\">PCB-Design für thermische Durchkontaktierungen: Beherrschung des Wärmemanagements in der Leistungselektronik\u003C/a>\u003C/li>\u003Cli>\u003Ca href=\"/de/blog/thermal-cycling-testing/\">Temperaturwechselprüfung von PCBs: Profile, Fehlerkriterien und Zuverlässigkeitsnachweise\u003C/a>\u003C/li>\u003Cli>\u003Ca href=\"/de/blog/return-path-design-tips-pcb-design-basics/\">Return path design tips: praktischer PCB-Design-Einstieg von Konzept bis Layout\u003C/a>\u003C/li>\u003Cli>\u003Ca href=\"/de/quote/\">Anfrageseite\u003C/a>\u003C/li>\u003C/ul>\u003C/section>",[15,18,21,24,27],{"question":16,"answer":17,"answerText":17},"Kann ein einzelner auf der Leiterplatte montierter Sensor sowohl die Gehäuseluft als auch ein heißes Bauteil repräsentieren?","Unter bestimmten Betriebsbedingungen möglicherweise, doch die Ziele stehen miteinander in Konflikt. Bei einer Luftmessung ist die Kopplung an repräsentative Luft wichtig, bei einer Oberflächenmessung die Kopplung an das Ziel. Validieren Sie jede beanspruchte Messgröße unabhängig für alle erforderlichen Betriebsarten.",{"question":19,"answer":20,"answerText":20},"Ist der nächstgelegene Sensor immer der beste Monitor für ein Bauteil?","Nein. Ein nahegelegener Sensor kann von Leiterplattenkupfer, Luftströmung oder einer anderen Wärmequelle dominiert werden. Legen Sie den Oberflächenpunkt fest und prüfen Sie den vollständigen Wärmepfad anhand einer geeigneten Referenz.",{"question":22,"answer":23,"answerText":23},"Verbessert eine große Kupferfläche die Temperaturerfassung immer?","Nein. Sie kann die Kopplung an einen thermischen Bereich verbessern und zugleich thermische Masse hinzufügen oder Wärme von einem anderen Ort leiten. Ihr Nutzen hängt vom Ziel ab und muss geprüft werden.",{"question":25,"answer":26,"answerText":26},"Lässt sich eine Oberflächenmessung direkt in die Sperrschichttemperatur umrechnen?","Im Allgemeinen nicht allein anhand eines einzelnen Oberflächenmesswerts. Die Differenz hängt vom Bauteil, dem Wärmefluss und den Betriebsbedingungen ab. Verwenden Sie ein geeignetes Modell oder eine Methode zur Sperrschichtmessung und validieren Sie diese für die Anwendung.",{"question":28,"answer":29,"answerText":29},"Wann sollte die Validierung wiederholt werden?","Wiederholen Sie die relevanten Prüfungen nach Änderungen am Sensorgehäuse, Kupfer, der Befestigung, dem Schnittstellenmaterial, Gehäuse, Luftstrom, der Verlustleistung benachbarter Bauteile oder der Sensorbetriebsart. Auch eine Änderung, die die Montage verbessern soll, kann den Wärmepfad verändern.",[31,32,33],"Temperatursensor","PCB-Design","thermische Validierung","pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation","de",[37,35,38,39,40],"en","cn","fr","ru",{"blog":42,"breadcrumb":51},{"@context":43,"@type":44,"headline":4,"description":5,"image":8,"url":45,"datePublished":6,"dateModified":6,"timeRequired":12,"keywords":46,"articleSection":7,"author":47,"publisher":50},"https://schema.org","BlogPosting","https://hilpcb.com/de/blog/pcb-temperature-sensor-thermal-path-validation/","Temperatursensor, PCB-Design, thermische Validierung",{"@type":48,"name":49},"Organization","HILPCB",{"@type":48,"name":49},{"@context":43,"@type":52,"itemListElement":53},"BreadcrumbList",[54,59,63],{"@type":55,"position":56,"name":57,"item":58},"ListItem",1,"Home","https://hilpcb.com/",{"@type":55,"position":60,"name":61,"item":62},2,"Blog","https://hilpcb.com/de/blog/",{"@type":55,"position":64,"name":34,"item":45},3,1794758747521]