電路研發(fā)工程師利用紅外熱像儀根據(jù)電路中元器件發(fā)熱、電路板熱分布情況,可以分析出電路原設(shè)計存在的不足或隱患,能夠避免許多潛在的風(fēng)險。這將能夠大大提高產(chǎn)品研發(fā)成功率和產(chǎn)品穩(wěn)定性。
電路研發(fā)溫度分析
1 電路元器件溫度分析
當(dāng)前,電子設(shè)備主要失效形式就是熱失效。據(jù)統(tǒng)計,電子設(shè)備失效有55%是溫度超過規(guī)定值引起,隨著溫度增加,電子設(shè)備失效率呈指數(shù)增長。一般而言電子元器件的工作可靠性對溫度極為敏感,器件溫度在70-80℃水平上每增加1℃,可靠性就會下降5%。
2 負(fù)載分析
在電路研發(fā)過程中,可以除了常規(guī)的測試(如示波器、萬用表等)手段外,還可以用熱像儀對電路板進(jìn)行檢測,通過顯示出的不同溫度點,對元器件所承受的電流,電壓等情況進(jìn)行了解,工程師根據(jù)所檢測的溫度點,完善電路,提高轉(zhuǎn)換效率、減少功耗、減少電路內(nèi)部溫升,提高電路的可靠性。
3 整個電路溫度場分布分析
采用合理的器件排列方式,可以有效的降低印制電路的溫升,從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。
4 快速分析問題
在某些研發(fā)維修場合,如對短路板的快速檢修時,通過熱像儀無須使用線路圖即可快速定位板內(nèi)短路點在何處,以便進(jìn)一步處理。
紅外熱像儀為什么能進(jìn)行溫度分析?
電路元器件在工作時,由于通過元器件的電流的不同,各個器件之間的差異等原因,而產(chǎn)生的熱量也會隨之不同,體現(xiàn)在元器件表面特征就是溫度差異。紅外熱像儀就是利用各個元器件溫度之間差異,分析出電路的不同性能特點。
熱像儀檢測獨特優(yōu)勢
1 現(xiàn)有的溫度分析工具
許多工程師都會抱怨現(xiàn)有的手段難以支持他們進(jìn)行一個細(xì)致而全面的溫度場描繪,同時操作不方便、而且可能改變原溫度場分布,如:
a)數(shù)據(jù)采集器:使用接觸式數(shù)據(jù)采集器可能會遇到如下問題:電路板斷電,貼片熱電偶不夠多,操作不方便,反應(yīng)時間較慢(30秒至1分),同時使用接觸式數(shù)據(jù)采集器還將改變所測器件的散熱狀況等。
b)紅外點溫儀:外點溫儀只能測量一個區(qū)域的平均溫度,無法檢測較小的目標(biāo),無法得到電路整體溫度分布。
2 熱像儀溫度分析優(yōu)點
紅外熱像儀和數(shù)據(jù)采集器、紅外點溫儀相比較,有自身的優(yōu)點:
a)通過紅外線熱像儀檢測目標(biāo)電路時,不需要斷電,操作方便,同時非接觸測量使原有的溫度場不受干擾;
b)反應(yīng)速度較快,小于1秒;
c)選用合適的紅外鏡頭,能夠檢測出較小目標(biāo);
d)利用紅外分析軟件對所獲得的電路溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析。
拍攝時可能會遇到哪些問題?
1 電路板上有部分器件(如電解電容頂面、電源模塊背面及其它芯片光潔面),其發(fā)射率比較低,所以檢測出的溫度差異較大。在拍攝此類器件時,要將其表面用黑筆或黑漆涂黑,然后進(jìn)行測溫等操作。
2 當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)鏡頭無法分辨小目標(biāo)時,可以更換10.5mm廣角鏡。
如何才能拍攝優(yōu)質(zhì)電路紅外熱像?
現(xiàn)代電路微型化,組件高密度集中化的趨勢正在迅速普及,所以在使用紅外熱像進(jìn)行拍攝時,若要得到一幅清晰的紅外熱圖,我們建議:
1 盡量選擇熱靈敏度較高的熱像儀;
2 拍攝焦距應(yīng)盡量對準(zhǔn),使熱像儀紅外鏡頭面軸線與所要拍攝的電路板垂直;
3 先使用自動模式測量的溫度范圍;然后手動設(shè)置水平及跨度,將溫度范圍設(shè)置在最小,并包含有先前測量的溫度范圍。