針對(duì)小目標(biāo)紅外成像的單鏡頭解決方案

紅外熱像儀普遍應(yīng)用于產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量保證的多個(gè)階段。電子產(chǎn)品的檢測(cè)就是紅外熱像儀常見的用途之一，常用于尋找印刷電路板組件（PCBAs）上的熱點(diǎn)，并確保各種部件在其設(shè)計(jì)范圍內(nèi)工作。

如今*的電子產(chǎn)品尺寸日益縮小，常見的表面貼裝式PCBA部件的尺寸范圍可從0603（1.6 mm×0.8 mm）到小的0201（0.6 mm×0.3 mm）。為測(cè)量這些部件的溫度，至少需要待測(cè)目標(biāo)占據(jù)3×3像素區(qū)域（或總共9個(gè)像素），如果想要實(shí)現(xiàn)更高的測(cè)量精度，那么10×10或者更大的像素區(qū)域?qū)⑹歉硐氲倪x擇。

對(duì)許多紅外熱像儀來說，一個(gè)像素可以覆蓋600µm或0.06mm（水平方向）的待測(cè)目標(biāo)，也就是紅外熱像儀的光斑尺寸。因此，為了能在0201的部件上實(shí)現(xiàn)低限度的3x3像素覆蓋，您需要使用紅外熱像儀和鏡頭的組合，其空間分辨率會(huì)更加精細(xì)，例如：100µm。為了正確表征0201部件上特定點(diǎn)的熱點(diǎn)，還需要更小的光斑尺寸。（圖 1）

Figure 1

雖然紅外熱成像技術(shù)功能多樣，但紅外熱像儀如果僅使用單一定焦鏡頭進(jìn)行檢測(cè)，其功能將有所局限。針對(duì)小型部件的熱點(diǎn)檢測(cè)、溫度測(cè)量及對(duì)其熱反應(yīng)的準(zhǔn)確描述需要在測(cè)試時(shí)充分放大，通常以加配微距鏡頭的方式來實(shí)現(xiàn)測(cè)試所需的光斑尺寸。雖然購買數(shù)個(gè)備用鏡頭有助于獲取更高質(zhì)量的圖像，但終究不是性價(jià)比之選。如果您想憑借一個(gè)鏡頭檢測(cè)多種尺寸的小型目標(biāo)，F(xiàn)LIR的微距模式提供了更靈活的選項(xiàng)。

通過微距模式，您無需更換鏡頭（圖 2）即可獲得小型目標(biāo)的準(zhǔn)確溫度值。配備標(biāo)準(zhǔn)24?鏡頭和微距模式的FLIR 紅外熱像儀可以輕松達(dá)到71µm的光斑尺寸，且無需更換鏡頭。在此條件下，該款熱像儀能夠針對(duì)尺寸為1.6 mm×0.8 mm的0603部件進(jìn)行的溫度測(cè)量以及紅外熱成像。它甚至可以檢測(cè)尺寸為0.6 mm×0.3 mm的發(fā)熱或性能欠佳部件。

Figure 2a: PCBA imaged with a FLIR T540 camera with Macro Mode enabled. The camera measured the target hot spot at 76°C with Macro Mode.

Figure 2b: PCBA imaged with a FLIR T540 camera without Macro Mode enabled. The camera measured the target hot spot at 74°C without Macro Mode.

傳統(tǒng)的微距鏡頭受限于較短的工作距離，從而無法廣泛應(yīng)用。由于一些PCBA上存在較凸出的部件，要將紅外熱像儀盡量靠近并聚焦在較短的部件上則會(huì)顯得比較困難。 通過FLIR的微距模式，用戶可以將紅外熱像儀放置在可正常檢測(cè)的距離上，同時(shí)還能提供較小的光斑尺寸。例如，配備24?鏡頭的FLIR T540紅外熱像儀需要距離其檢測(cè)目標(biāo)至少150 mm才能夠捕捉聚焦的圖像。在這個(gè)距離上，其光斑尺寸被限制在140μm。如果改用微距模式，則可以減少紅外熱像儀與其檢測(cè)目標(biāo)之間必須留出的短距離，使您能夠快速聚焦表面貼裝式部件以及其他小型器件。啟用微距模式的同類熱像儀可以從60 mm的距離提供清晰的圖像，并能實(shí)現(xiàn)71μm的光斑尺寸，且無需更換鏡頭。

微距模式通過在校準(zhǔn)過程中調(diào)整探測(cè)器的位置來發(fā)揮作用，從而提供探測(cè)器和鏡頭之間額外的工作距離。通過升級(jí)固件版本啟用微距模式后，紅外熱像儀的圖形用戶界面（GUI）的“圖像模式”菜單新增“微距”選項(xiàng)。然而，由于紅外熱圖像的焦距和清晰度依賴于探測(cè)器位置的調(diào)整，MSX圖像的可見光輪廓將會(huì)出現(xiàn)偏移。受此影響，使用微距模式的紅外熱像儀僅能存儲(chǔ)紅外圖像。

FLIR的微距模式是一項(xiàng)創(chuàng)新功能，能夠幫助研發(fā)、質(zhì)量保證以及其他專業(yè)人員實(shí)現(xiàn)PCBA及其他電子產(chǎn)品部件測(cè)試的靈活性，而無需也無必要購置額外鏡頭。標(biāo)準(zhǔn)24?鏡頭可以用于檢測(cè)更大范圍或者整個(gè)PCBA。一旦發(fā)現(xiàn)熱點(diǎn)或者更小范圍的待測(cè)區(qū)域，啟用微距模式可以實(shí)現(xiàn)更深入的檢測(cè)及熱成像分析，且無需更換鏡頭。聯(lián)系FLIR客服人員了解更多關(guān)于微距模式是如何簡(jiǎn)化電氣測(cè)試流程的信息。