Mesure de température sur circuits imprimés

Innovative Infrared Technology
optris
infrared thermometers NOTE D‘APPLICATION
De plus en plus de fabricants de cartes et de com-
posants électroniques se tournent vers l’usage de
mesure de température sans contact pour soutenir
l’amélioration de performances de leurs composants.
Le comportement thermique peut être capturée et op-
timisée par l‘utilisation d‘appareils modernes de me-
sure infrarouge - sans inuencer l‘objet à mesurer.
Les caméras infrarouges sont utilisées pour une analyse
thermique précise au niveau composants, par ex. dans
les cas où plus d’un élément critique existe ou que ce
composant ne peut pas être clairement déni. Des points
faibles peuvent être localisés par la caméra en visualisant
les images thermiques.
Une analyse détaillée en temps réel du comportement
thermique de circuits imprimés assemblés, utilisée tant en
R&D qu’en production, peut être accomplie à l’aide d’un
imageur thermique. L’interface standard USB2.0 permet
l’enregistrement vidéo à 120 Hz. Ceci est extrêmement
avantageux avec des processus thermiques transitoires
qui ont besoin d’être analysés au ralenti après coup. Des
photos peuvent être extraites de ces enregistrements,
comportant les données thermiques et spatiales.
L’analyse se fait grâce au logiciel performant, sur un nom-
bre illimité de point de mesure et par des zones rectan-
gles dénies par l’utilisateur. Les alarmes sont dénies
et afchées aussi bien sur maximum, minimum et mo-
yenne de température. Outre la fonction d‘enregistrement
vidéo, le logiciel offre également la possibilité de saisir
et d‘enregistrer des clichés. L‘adaptation du logiciel de la
caméra pour le contrôle industriel est en standard.
La caméra thermique optris PI160 se compose de 160 x
120 pixels, ou autrement dit, de 19200 détecteurs minia-
turisés regroupés en matrice en un chip (matrice à plan
focal). Ce détecteur micro-bolomètre non refroidi est le
composant clé de l’image.
Les bolomètres sont un sous ensemble des capteurs ther-
miques. Ils se distinguent par la dépendance de leur ré-
sistance électrique à la température. Pendant l’absorption
de la chaleur radiative par l’élément sensible, le change-
ment de résistance provoque une chute du signal élec-
trique. Un convertisseur A/D 14 bits rapide numérise le
signal vidéo amplié et sérialisé. Un processeur de traite-
ment du signal calcule la température pour chaque pixel
et génère l’image bien connue en fausses couleurs, en
temps réel.
A l’ajustement des mesures à différentes distances et sur
différentes tailles est rendu possible par la combinaison
du micro-bolomètre FPA et d’une optique de haute préci-
sion. Les processus thermiques de très petit objets dès la
taille de 50 µm (par ex. les plus petits composants mon-
tés en surface) sont bien représentés grâce à la petite
taille des pixels du détecteur. Dès la taille de 0,5 mm la
température de l’élément peut être mesurée exactement.
L’excellente sensibilité thermique de la caméra de 0,08 K
permet l’afchage de détails ns en température.
Ill. 1: Petite caméra thermique USB pour l’analyse des processus
thermiques à 120 Hz de circuits imprimés assemblés
Test fonctionnel de circuits imprimés
assemblés en utilisant des mesures
de température par IR

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Sous réserve de modi cations AN-PCB-F2011-07-A
Une caméra n’est pas toujours nécessaire
A cause de la multiplication de chaines de production et
de postes de test, l’usage de caméras infrarouges peut
être coûteux. Le contrôle en température par des ther-
momètres infrarouges est une bonne alternative pour le
contrôle de composants critiques dans les productions
en série. Les composants critiques disposés de façon
reproductible sur le circuit imprimé seront alors contrô-
lés par le capteur infrarouge optris CT LT. La température
mesurée est transmise à l’équipement de test pour prise
de décision.
Thermomètre IR miniaturisé pour contrôle continu
Les nouvelles technologies n’ont pas seulement permis
une réduction des coûts au sein des processus de pro-
duction, elles ont aussi permis de multiplier l’usage des
thermomètres infrarouges dans l’appareillage.
Ill. 3: Tête de mesure miniaturisée et boitier électronique du ther-
momètre infrarouge optris CT LT
Optris GmbH • Ferdinand-Buisson-Str. 14 • 13127 Berlin • Germany
Tel.: [phone] • Fax: [phone]
Email: [email protected] • Internet: www.optris.fr
Les thermomètres infrarouges miniaturisés optris CT LT
sont utilisés dans des applications telles que le test sur
circuit imprimés assemblés. Ils sont parmi les seuls au
monde à avoir un comportement linéaire sur toute la gam-
me de -50 à 975 °C.
Ce petit capteur est composé d’une tête de mesure infra-
rouge miniature (14 mm x 28 mm) et d’un boitier électro-
nique séparé. La petite taille de la tête de mesure permet
son implantation dans de petits logements et est ainsi
particulièrement adaptée pour les équipements de test
utilisant des mesures de température sans contact, dû au
manque de place.
La tête de mesure est en acier inoxydable (IP65), robuste
et prévue pour des ambiances jusqu’à 180 °C sans refro-
idissement. Une résolution optique précise, d’un rapport
22:1 autorise un large choix quant à l’installation dans le
banc de test. Comme innovation supplémentaire, il y a la
possibilité d’ajout d’une petite lentille additionnelle don-
nant une taille de point de mesure de seulement 0,6 mm.
L’électronique de calcul (IP65) permet plusieurs métho-
des de traitement du signal. La température mesurée sur
la carte électronique en test est disponible en sortie par
sortie analogique linéaire 0-20 mA, 4-20 mA, 0-10 V ou
thermocouple. La face avant de l’appareil comporte un
afcheur LCD et permet de sélectionner le traitement du
signal désiré et les paramètres de conguration. La pro-
grammation peut se faire par interface USB ou RS232
avec un PC. Pour la mise en exploitation des données,
différentes interfaces sont aussi disponibles, telles
que RS485, CAN-Bus, Probus DP, Ethernet et relais
d‘alarme.
Ill. 2: Thermomètre infrarouge pendant la mesure de température sur circuit imprimé assemblé