显微红外技术用于电子产品的非接触式测量

电子元件和组件的热成像检测是用于故障检测和质量管理的既定测试程序 - 从第一个原型的开发到批量生产。例如，这样可以检测到以下内容：

· 集成电路芯片、功率半导体器件（射频器件，店里电子器件）、SOC等结温测量；

· MCM多芯偏模块，POP叠层封装，印刷电路板级器件等热分布测量；

· 封装界面，不同材料的热导分布测量；

· 多层堆叠芯片封装的热点定位（2.5D，3D封装器件，SIP系统封装）；

· IC芯片，功率半导体器件短路，漏电等失效分析中的故障热点定位；

· 封装器件的焊接空洞、BGA球缺失、短路等故障定位；

· PCBA板级故障定位。
 

每个开发步骤中的热成像分析为优化热管理和复杂电子组件的设计提供了重要结论。在电子产品生产中，热成像温度测量被用作质量保证的多功能仪器。高性能热成像技术已成为设置关键技术参数及其持续监控以及生产过程中产品在线测试和最终功能测试不可或缺的工具。

位于基尔的克里斯蒂安·阿尔布雷希茨大学 （CAU） 技术学院的科学家们正在研究电力电子领域温度的变化和发展及其在各种半导体材料中的分布，以优化工艺和技术。

使用 ImageIR 进行电力电子测量

电子应用中的热成像示例

用于检查电子元件和集成电路的红外锁相热成像

· 既不影响测量对象的 RF 阻抗，也不会影响测量对象的散热，这有助于安全地避免相应的测量误差

· 即使在带电工作部件上也能进行安全的温度测量

· 完整记录复杂组件的温度分布及其时间过程

· 通过使用带有非常高像素数的探测器和光机械 MicroScan 单元的测量系统，实现最高的空间分辨率

· 使用近摄镜头和红外显微镜镜头实现最小几何结构的分辨率

· 使用冷却光子探测器和锁相测量方法检测最小的温差

· 使用强大的分析软件对测量结果进行易于使用的分析和记录

使用强大的热成像系统的优势

探测器分辨率

高达 （1,920 × 1,536） 个原始 IR 像素，用于测试复杂组件

捕获高分辨率细节图像

使用特定的显微透镜时，像素尺寸可达 < μm

检测温差

由于热分辨率高达 0.015 K <与锁定方法相结合，因此在几微开尔文范围内的缺陷和完整结构之间

测量精度

高达 1 °C 或 1 % 的 ± °C，以获得准确的测量结果

用于电子和电气工程的热成像系统的个性化配置

无损检测

电子 / 半导体测试 – E-LIT

使用锁相热成像技术检测生产过程中的不均匀温度分布和局部功率损耗。

用于电子产品的红外热像仪

InfraTec 提供 30 多种型号的红外热像仪。从我们的产品范围中找到合适的红外热像仪，以解决您的电子测量任务。

VarioCAM HDx 云台锁定

紧凑的尺寸和低重量是 VarioCAM® HDx 锁紧头的优势之一。如果任务伴随着工业环境中的持续测量场景，则它是首选。

热点和温差的精确定位和详细映射

根据各自的任务，用户可以配置满足其特定需求的设备。起点通常是热像仪。制冷型探测器还是非制冷型探测器？哪种检测器格式？热成像系统是否支持锁相热成像？测量对象和相机之间的距离需要多大的灵活性？这对显微镜头和特写镜头的选择有什么影响？根据这些问题的答案，InfraTec 可以提供各种性能水平的热成像系统 - 从单个相机到自动化模块化 E-LIT 测试台。

非接触式热成像温度测量原理允许无差错地测定热容量小的小物体的温度。然而，即使使用最小的接触式温度传感器，这通常也是不可能的，因为它们的散热经常会使测量结果失真。在许多情况下，由于电路本身的设计或功能，无法使用热电偶。此外，电子测量对象的结构有时非常小，以至于无法将温度传感器连接到它们上。

然而，具有高空间分辨率的热成像系统能够使这些小型结构清晰可见，此外，还可以确定它们的确切温度分布及其时间顺序。通过特定的特写镜头和强大的红外显微镜头，用户可以热成像测量半导体元件等元件表面仅几微米大小的热点。如果额外使用 SIL 透镜（固体浸没透镜），甚至可以检测到更小的结构尺寸。结合适当的主动热成像方法（锁相热成像），小于 1 mK 的温差清晰可见，便于故障定位。

InfraTec提供匹配的镜头和相机，配备制冷和非制冷探测器，原始分辨率高达（1,920 × 1,536）红外像素。MicroScan 适用于配备制冷和非制冷探测器的相机，可以进一步提高空间分辨率。以这种方式获得的热图可确保组件和组件被描述到最小的细节，并且可以精确检测和定位故障。具有几百万像素的巨大空间分辨率的热图像尤其适用于复杂的组件，其中可以在相应的测量和测试对象上同时捕获许多结构。如果所用相机的检测器的像素数太小，则完全采集测量对象所需的图像数量会增加。

电子和电气工程中的锁相热成像

通过InfraTec的IRBIS 3 active锁相分析程序，可以可靠地检测到只导致mK或μK偏差的误差，并将其分配到其位置：

经典热成像 – 无法检测到缺陷

振幅图像 – 通过锁相热成像进行分析

实时图像和振幅图像的组合

关于电子应用中热成像的案例研究

断层轨迹上的热成像

如今，电子元件的热成像损伤和功能分析已成为电气工程中一种既定的测试方法。该方法也用于 BTU Cottbus-Senftenberg 电气系统和能源物流研究所的研究目的。在此背景下，Ralph Schacht 教授博士深入参与印刷电路板、电子元件、微电子以及封装和互连技术的复合系统的材料和系统表征以及无损失效分析。

用于纳米技术的微型热致动器

微机电系统 （MEMS） 在纳米技术领域提供了广泛的可能应用。日常示例包括移动电话的位置识别以及在安全气囊、数码相机或起搏器中的使用。其他应用主要体现在小型化医疗诊断领域。对小型化的需求不断增长，这既影响了实现这一目标所需的系统解决方案，也影响了需要开发的传感器和控制元件。

红外热像仪、热成像软件和外围设备的完美协调

InfraTec特别注重热像仪和软件之间的最佳交互。在电子制造中的应用方面，IRBI  3 热成像软件提供了广泛的功能，支持使用被动和主动热成像方法。例如，这些测试包括当前热图像与参考图像之间的比较，以及显示振幅和相位图像以及锁相热成像的可调参数。这样可以可靠地识别并清晰显示故障目标。

IRBIS 3 还为印刷电路板和混合组件的热成像测量提供量身定制的解决方案。这种测量对象的巨大挑战在于所使用的组件数量众多。这些材料同样由各种材料组成，例如不同的金属、陶瓷和塑料，每种材料都具有非常不同的表面属性。

为了进行精确的温度测量，表面各材料的发射率尤为重要。使用 IRBIS 3 软件，可以确定和调整每个像素的发射率，因此可以考虑发射率和任何反射温度，自动校正测量的温度。为此，还考虑了其他影响因素，使用了各种校正模型。这些模型再现了各自的测量情况，同时考虑了影响测量结果的所有因素，例如来自周围环境的辐射、使用的窗户或测量段的阻尼特性。这使用户能够在满足相关条件的情况下始终获得精确的温度测量结果。