電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）在電子電路中，溫度一直是一個非常重要的參數(shù)，絕大多數(shù)器件的可靠性都和其溫度特性相關。哪怕是極其微小的器件溫度變化，都可能對電子電路的運行造成很大的影響，而過熱則很大概率引發(fā)主板故障。

由于黑體輻射的存在，任何物體都依據(jù)溫度的不同對外輻射，熱紅外成像通過熱紅外敏感CCD對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度分布圖像。紅外熱像儀的引入，打開了溫度視覺的入口。

紅外熱成像背后的技術支持

紅外熱像儀的優(yōu)劣從技術角度來說，主要集中在探測芯片、圖像算法和測溫算法三個層面。紅外熱像儀中的紅外芯片采用不同的熱敏材料制成，常見的有氧化釩（VOx）和非晶硅（α-Si）兩種材料。

紅外探測芯片一個很重要的指標是像元間距，該指標直接影響到成像儀可以實現(xiàn)的像素水準。目前市面上常用的紅外熱像儀普遍使用的紅外探測芯片像元間距是17μm。17μm可以說是兩種材料紅外探測芯片的分水嶺，因為在此像元間距下，氧化釩和非晶硅性價比是差不多的，氧化釩的高質量成像優(yōu)勢但更貴，非晶硅成像能力弱但成本更低。

從17μm像元間距開始，基于非晶硅的紅外芯片成像質量就明顯落入下風，到12μm像元間距甚至更小的間距，則完全是氧化釩的天下。熱像儀的清晰程度本質上需要更小的像元間距作為支撐，在強大核芯的基礎上，配合高質量的圖像算法和測溫算法，才能準確地建立清晰的熱成像圖。

民用市場自然不可能追求技術領先不考慮成本，雖然更小像元間距的紅外芯片成本會更高，但廠商也有不少攤薄成本的辦法。例如艾睿光電在小像元間距上通過大批量產也在盡可能降低12μm、10μm和8μm芯片成本，高德紅外通過晶圓級封裝解決微型化和成本問題。

紅外熱成像解決電子電路檢測難題

紅外熱成像應用在電子行業(yè)中，可以用來實現(xiàn)集成電路檢測，如低壓電路板溫度檢測、高溫箱電路板設計檢測；實現(xiàn)半導體材料缺陷檢測，如太陽能電池板缺陷檢測、硅錠質量檢測；實現(xiàn)芯片級微距檢測，如LED芯片檢測；實現(xiàn)電子電氣設備檢測，如激光器質量檢測、光纖質量檢測。

以低壓電路板設計階段的檢測為例，設計人員需要對電路板中的電子元器件進行溫度檢測，觀察元器件的溫度負載情況，以保證電路板工作順利進行。此時電路上的故障一般分為短路、斷路和接觸不良這幾種情況。

在電路發(fā)生短路的過程中，電路板上肯定會有局部溫度過高的情況出現(xiàn)，斷路的話則會產生局部的溫度會比其他地方低的情況，所以利用這一點就很容易通過引入紅外熱像儀判斷電路的故障點。

紅外熱像儀直接顯示電路板上元器件溫度的分布情況，如果需要進一步確認，還能通過手動精準調焦，清晰地觀察高溫點故障元器件類別和位置。

材料缺陷檢測上，可以利用短波紅外光可以穿透半導體材料這一特性，使用0.9-1.7μm的紅外檢測硅晶圓、硅錠或晶片成品。電氣系統(tǒng)中的電源設備也可以通過這種非接觸的紅外對運行狀況進行監(jiān)控，并在不影響原有溫度場的情況下提供清晰的電源、開關、散熱部分等部分的溫度場分布。

通過溫度數(shù)據(jù)、紅外熱圖對電路板狀況進行檢測分析，能夠了解芯片、電子元器件等各種電子設備的內部工作狀態(tài)，解決電子電路設計中的檢測難題。

小結

在電路研發(fā)設計中，引入紅外熱像儀，對電子電路功耗設計和研究、散熱效果分析、PCB布局優(yōu)化、產品質量檢測等方面有著不小的助力，能夠有效提升產品研發(fā)成功率和產品的穩(wěn)定性。