FLIR T500-Series Makromodus: Lösung mit einem Objektiv zur Abbildung kleiner Zielobjekte

Wärmebildkameras kommen bei vielen F&E- und Qualitätssicherungsverfahren zum Einsatz. Die Elektronikinspektion ist eines der häufigsten Einsatzgebiete für Wärmebildtechnik. Hierbei geht es üblicherweise darum, Hot Spots bei elektronischen Baugruppen zu finden und sicherzustellen, dass die diversen Komponenten im Rahmen der Auslegungsgrenzen arbeiten.

Angesichts der heutigen Miniaturisierung der Elektronik können die üblichen oberflächenmontierbaren elektronischen Baugruppen Größen von 0603 (1,6 mm × 0,8 mm) bis nur 0201 (0,6 mm × 0,3 mm) aufweisen. Für präzise Temperaturmessungen dieser Komponenten ist bei dem Zielobjekt mindestens ein Bereich von 3 x 3 Pixeln, 9 Pixel gesamt, erforderlich. Ein Bereich von 10 x 10 Pixeln oder mehr eignet sich ideal für eine höhere Messgenauigkeit.

Bei vielen Wärmebildkameras kann ein Pixel 600 µm oder 0,06 mm eines Zielobjekts abdecken. Dies ist die Brennfleckgröße der Kamera. Um also mindestens 3 x 3 Pixel Abdeckung bei einer 0201-Komponente zu erzielen, benötigen Sie eine Kamera-Objektiv-Kombination, die eine sehr kleinere Brennfleckgröße bietet, wie etwa 100 µm. Um die Hot Spots an einem bestimmten Punkt einer 0201-Komponente gut zu charakterisieren, wäre eine noch kleinere Brennfleckgröße erforderlich (Abbildung 1).

Obwohl die Wärmebildtechnik eine vielseitige Technologie ist, kann die Nutzung einer Kamera mit einem Objektiv mit fester Brennweite einschränkend sein. Für ausreichende Vergrößerung für Elektroniktests sind oft zusätzliche Makro-Objektive erforderlich, um die zur Erkennung von Hot Spots, Temperaturmessung und korrekten Charakterisierung der thermischen Reaktion kleiner Komponenten benötigten Brennfleckgrößen zu erreichen. Mehrere dieser Objektive auf Vorrat zu halten, führt zu besseren Bildern, ist jedoch oft nicht kosteneffizient. Der Makromodus von FLIR bietet eine flexiblere Option, wenn Sie ein breites Spektrum kleiner Zielobjekte mit einem Objektiv abbilden möchten.

Mit dem Makromodus können Sie präzise Temperaturmessungen an kleinen Zielobjekten vornehmen, ohne Objektive zu wechseln (Abbildung 2). Eine FLIR-Infrarotkamera mit Standard-24˚-Objektiv und aktiviertem Makromodus kann ohne Objektivwechsel Brennfleckgrößen von bis zu nur 71 µm erzielen. Mit dieser Brennfleckgröße kann die Kamera bei 0603-Komponenten mit der Größe 1,6 mm x 0,8 mm präzise Temperaturen messen und thermische Charakterisierungen vornehmen. Sie kann sogar heiße oder leistungsschwache Komponenten bis zu einer Größe von nur 0,6 mm x 0,3 mm erkennen.

Traditionelle Makro-Objektive sind oft durch ihre kurzen Arbeitsabstände eingeschränkt. Und bei den langen Komponenten einiger elektronischer Baugruppen kann es schwierig sein, eine Kamera physisch nah genug zu platzieren, um die kleineren Komponenten gut zu fokussieren. Der Makromodus von FLIR ermöglicht es dem Benutzer, die Kamera in einem guten Arbeitsabstand zu platzieren und dennoch eine kleine Brennfleckgröße zu erzielen. Ein FLIR T540 mit 24˚-Objektiv muss sich mindestens 150 mm vom Zielobjekt entfernt befinden, um ein fokussiertes Bild aufzunehmen. In diesem Abstand ist die Brennfleckgröße auf 140 µm begrenzt. Durch Umschalten auf den Makromodus wird der Mindestabstand reduziert, den sich die Kamera vom Ziel entfernt befinden muss, wodurch Sie oberflächenmontierte Komponenten und andere kleine Objekte unmittelbar fokussieren können. Die selbe Hardware kann mit aktiviertem Makromodus aus 60 mm Entfernung ein klares Bild geben und eine Brennfleckgröße von 71 µm erzielen – ohne Objektivwechsel.

Im Makromodus wird die Position des Detektors der Kamera während der Kalibrierung justiert und so zusätzlicher Arbeitsabstand zwischen Sensor und Objektiv geschaffen. Wird der Makromodus über ein Firmware-Update aktiviert, wird der Benutzeroberfläche der Kamera ein Menü „Image Mode“ (Bildmodus) hinzugefügt. Da Fokus und Klarheit des Wärmebilds von der justierten Detektorposition abhängen, sind die sichtbaren MSX-Bilder verstellt. Dieser Kompromiss bedeutet, dass eine Kamera im Makromodus nur IR-Bilder speichern kann. 

Der Makromodus von FLIR ist eine innovative Funktion, die Experten im Bereich F&E, Qualitätssicherung und verwandten Bereichen genug Flexibilität bietet, um elektronische Baugruppen und andere elektronische Komponenten ohne Bedarf nach kostspieligen zusätzlichen Objektiven zu testen. Das Standard-24˚-Objektiv kann zur Untersuchung eines größeren Bereichs oder einer gesamten elektronischen Baugruppe verwendet werden. Wird ein Hot Spot oder ein kleinerer Bereich von Interesse gefunden, kann der Makromodus aktiviert werden, um eine ausführliche Untersuchung und thermische Analyse ohne Objektivwechsel vorzunehmen. Wenden Sie sich an Ihren FLIR-Vertreter, um mehr darüber zu erfahren, wie der Makromodus Ihre elektrischen Tests vereinfachen kann.