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针对小目标红外成像的单镜头解决方案

日期:2019-08-23 05:08
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摘要: 寻找印刷电路板组件(PCBAs)上的热点 如果想要实现更高的测量精度,那么10x10或者更大 红外热像仪普遍应用于产品研发和质量保证的多个阶段。电子产品的检测就是红外热像仪常见的用途之一,常用于寻找印刷电路板组件(PCBAs)上的热点,并确保各种部件在其设计范围内工作。如今全世界的电子产品尺寸日益微缩,常见的表面贴装式PCBA部件的尺寸范围可从0603(1.6mm×0.8 mm)到小的0201(0.6mm×0.3为测量这些...

 

 
寻找印刷电路板组件(PCBAs)上的热点


红外热像仪普遍应用于产品研发和质量保证的多个阶段。电子产品的检测就是红外热像仪常见的用途之一,常用于寻找印刷电路板组件(PCBAs)上的热点,并确保各种部件在其设计范围内工作。如今全世界的电子产品尺寸日益微缩,常见的表面贴装式PCBA部件的尺寸范围可从0603(1.6mm×0.8mm)到小的0201(0.6mm×0.3为测量这些部件的温度,至少需要待测目标占据3x3像素区域(或总共9个像),如果想要实现更高的测量精度,那10x10或者更大的像素区域将是更理想的择。
 

 

对许多红外热像仪来说,一个像素可以覆盖600μm或0.06mm(水平方向)的待测目标,也就是红外热像仪的光斑尺寸。因此,为了能在0201的部件上实现低限度的3×3像素覆盖,您需要使用红外热像仪和镜头的组合,其空间分辨率会更加精细,例如:100μm。为了正确表征0201部件上特定点的热点,还需要更小的光斑尺寸(图1)。

 

虽然红外热成像技术功能多样,但红外热像仪如果仅使用单一定焦镜头进行检测,其功能将有所局限。针对小型部件的热点检测、温度测量及对其热反应的准确描述需要在测试时充分放大,通常以加配微距镜头的方式来实现测试所需的光斑尺寸。虽然购买数个备用镜头有助于获取更高质量的图像,但终究不是性价比之选。如果您想凭借一个镜头检测多种尺寸的小型目标,FLIR 的微距模式提供了更灵活的选项。

 

 

通过微距模式, 您无需更换镜头(图2)即可获得小型目标准确的温度值。配备标准24˚镜头和微距模式的FLIR 红外热像仪可以轻松达到7 1 μ m 的光斑尺寸,且无需更换镜头。在此条件下,该款热像仪能够针对尺寸为1.6mm×0.8mm的0603部件进行**的温度测量以及红外热成像。它甚至可以检测尺寸为0.6mm×0.3mm的发热或性能欠佳部件。

 

 

FLIR T540 红外热像仪

 

 通过FLIR T540在启用和未启用微距模式时所拍摄的PCBA 红外图像。

未启用微距模式时测得的目标热点温度为74℃,而启用微距模式时则为76℃。

 

传统的微距镜头受限于较短的工作距离,从而无法广泛应用。由于一些PCBA上存在较凸出的部件,要将红外热像仪尽量靠近并聚焦在较短的部件上则会显得比较困难。通过FLIR的微距模式,用户可以将红外热像仪放置在可正常检测的距离上,同时还能提供较小的光斑尺寸。例如,配备24˚镜头的FLIR T540红外热像仪需要距离其检测目标至少150mm才能够捕捉聚焦的图像。

 


  微距模式下的PCBA红外热成像  

在这个距离上,其光斑尺寸被限制在140μm。如果改用微距模式,则可以减少红外热像仪与其检测目标之间需要留出的短距离,使您能够快速聚焦表面贴装式部件以及其他小型器件。启用微距模式的同类热像仪可以从60mm的距离提供清晰的图像,并能实现71μm的光斑尺寸,且无需更换镜头。

微距模式通过在校准过程中调整探测器的位置来发挥作用,从而提供探测器和镜头之间额外的工作距离。通过升级固件版本启用微距模式后,红外热像仪的图形用户界面(GUI)的“图像模式”菜单新增“微距”选项。然而,由于红外热图像的焦距和清晰度依赖于探测器位置的调,MSX图像的可见光轮廓将会出现移。受此影响,使用微距模式的红外热像仪仅能存储红外图像。
  

FLIR 的微距模式是一项新功能,能够帮助研发、质量保证以及其他专业人员实现PCBA及其他电子产品部件测试的灵活性,而无需也无必要购置额外镜头。标准24˚镜头可以用于检测更大范围或者整个PCBA。一旦发现热点或者更小范围的待测区域,启用微距模式可以实现更深入的检测及热成像分析,且无需更换镜头。                                                                                             

 

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