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Mesure de température sur circuits imprimés

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Mesure de température sur circuits imprimés avec les thermomètres et caméras IR

Test fonctionnel de circuits imprimés assemblés en utilisant des mesures de température par IR

De plus en plus de fabricants de cartes et de composants 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 optimisée par l‘utilisation d‘appareils modernes de mesure infrarouge - sans influencer 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 défini. Des points faibles peuvent être localisés par la caméra en visualisant les images thermiques.

Test fonctionnel de circuits imprimés avec une caméra infrarouge
Test fonctionnel de circuits imprimés avec une caméra infrarouge

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 USB 2.0 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 nombreil limité de point de mesure et par des zones rectangles définies par l’utilisateur. Les alarmes sont définies et affichées aussi bien sur maximum, minimum et moyenne 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 miniaturisés 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 thermiques. Ils se distinguent par la dépendance de leur résistance électrique à la température. Pendant l’absorption de la chaleur radiative par l’élément sensible, le changement de résistance provoque une chute du signal électrique. Un convertisseur A/D 14 bits rapide numérise le signal vidéo amplifié et sérialisé. Un processeur de traitement 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 précision. Les processus thermiques de très petit objets dès la taille de 50 μm (par ex. les plus petits composants montés 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’affichage de détails fins en température.

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 thermomètres 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 contrôlés par le capteur infrarouge optris CT LT. La température mesurée est transmise à l’équipement de test pour prisede décision.

Thermomètre IR miniaturisé pour contrôle continu

Les nouvelles technologies n’ont pas seulement permis une réduction des coûts au sein des processus de production, elles ont aussi permis de multiplier l’usage des thermomètres infrarouges dans l’appareillage.
Les thermomètres infrarouges miniaturisés optris CT LT sont utilisés dans des applications telles que le test surcircuit imprimés assemblés. Ils sont parmi les seuls au monde à avoir un comportement linéaire sur toute la gamme de -50 à 975 °C. 

Thermomètre infrarouge pendant la mesure de température sur circuit imprimé assemblé

Ce petit capteur est composé d’une tête de mesure infrarouge miniature (14 mm x 28 mm) et d’un boitier électronique 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 refroidissement. 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 donnant une taille de point de mesure de seulement 0,6 mm.

L’électronique de calcul (IP65) permet plusieurs méthodes 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 afficheur LCD et permet de sélectionner le traitement du signal désiré et les paramètres de configuration. La programmation 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, Profibus DP, Ethernet et relais d‘alarme.