針對小目標紅外成像的單鏡頭解決方案

針對小目標紅外成像的單鏡頭解決方案

紅外熱像儀普遍應用于產品研發和質量保證的多個階段。電子產品的檢測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，并確保各種部件在其設計范圍內工作。

如今*的電子產品尺寸日益縮小，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）。為測量這些部件的溫度，至少需要待測目標占據3×3像素區域（或總共9個像素），如果想要實現更高的測量精度，那么10×10或者更大的像素區域將是更理想的選擇。

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

Figure 1

雖然紅外熱成像技術功能多樣，但紅外熱像儀如果僅使用單一定焦鏡頭進行檢測，其功能將有所局限。針對小型部件的熱點檢測、溫度測量及對其熱反應的準確描述需要在測試時充分放大，通常以加配微距鏡頭的方式來實現測試所需的光斑尺寸。雖然購買數個備用鏡頭有助于獲取更高質量的圖像，但終究不是性價比之選。如果您想憑借一個鏡頭檢測多種尺寸的小型目標，FLIR的微距模式提供了更靈活的選項。

通過微距模式，您無需更換鏡頭（圖 2）即可獲得小型目標的準確溫度值。配備標準24?鏡頭和微距模式的FLIR 紅外熱像儀可以輕松達到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尺寸為1.6 mm×0.8 mm的0603部件進行的溫度測量以及紅外熱成像。它甚至可以檢測尺寸為0.6 mm×0.3 mm的發熱或性能欠佳部件。

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.

傳統的微距鏡頭受限于較短的工作距離，從而無法廣泛應用。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的距離上，同時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目標至少150 mm才能夠捕捉聚焦的圖像。在這個距離上，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目標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，并能實現71μm的光斑尺寸，且無需更換鏡頭。

微距模式通過在校準過程中調整探測器的位置來發揮作用，從而提供探測器和鏡頭之間額外的工作距離。通過升級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。然而，由于紅外熱圖像的焦距和清晰度依賴于探測器位置的調整，MSX圖像的可見光輪廓將會出現偏移。受此影響，使用微距模式的紅外熱像儀僅能存儲紅外圖像。

FLIR的微距模式是一項創新功能，能夠幫助研發、質量保證以及其他專業人員實現PCBA及其他電子產品部件測試的靈活性，而無需也無必要購置額外鏡頭。標準24?鏡頭可以用于檢測更大范圍或者整個PCBA。一旦發現熱點或者更小范圍的待測區域，啟用微距模式可以實現更深入的檢測及熱成像分析，且無需更換鏡頭。聯系FLIR客服人員了解更多關于微距模式是如何簡化電氣測試流程的信息。