Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств
Применимость бесконтактного теплового контроля для изделий электронной промышленности и его достоинства подтверждены экспериментально. Описаны технические средства контроля, основные функции программного обеспечения....
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2007
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52894 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств / С.П. Панфилова, А.И. Власов, В.Н. Гриднев, А.С. Червинский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 42-49. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860065093750882304 |
|---|---|
| author | Панфилова, С.П. Власов, А.И. Гриднев, В.Н. Червинский, А.С. |
| author_facet | Панфилова, С.П. Власов, А.И. Гриднев, В.Н. Червинский, А.С. |
| citation_txt | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств / С.П. Панфилова, А.И. Власов, В.Н. Гриднев, А.С. Червинский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 42-49. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | Применимость бесконтактного теплового контроля для изделий электронной промышленности и его достоинства подтверждены экспериментально. Описаны технические средства контроля, основные функции программного обеспечения.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:07:03Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
42
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
Ïðèìåíèìîñòü áåñêîíòàêòíîãî òåïëî-
âîãî êîíòðîëÿ äëÿ èçäåëèé ýëåêòðîííîé
ïðîìûøëåííîñòè è åãî äîñòîèíñòâà
ïîäòâåðæäåíû ýêñïåðèìåíòàëüíî.
Îïèñàíû òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà êîíòðî-
ëÿ, îñíîâíûå ôóíêöèè ïðîãðàììíîãî
îáåñïå÷åíèÿ.
Áåñêîíòàêòíûé òåïëîâîé ìåòîä êîíòðîëÿ ÿâëÿåòñÿ
ýôôåêòèâíûì âèäîì íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ, îä-
íàêî âî ìíîãèõ îáëàñòÿõ ïðèìåíåíèå åãî ÿâëÿåòñÿ
ñëîæíûì ñ ìåòîäè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ. Ñëîæíîñòè
îáóñëîâëåíû â îñíîâíîì ôèçè÷åñêîé ïðèðîäîé ñà-
ìîãî ìåòîäà, ïîýòîìó åãî ïðèìåíåíèå â êàêîé-ëèáî
îáëàñòè òðåáóåò ó÷åòà ôèçè÷åñêèõ îñîáåííîñòåé
îáúåêòà êîíòðîëÿ, âàæíûõ äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòîâåð-
íûõ ðåçóëüòàòîâ.
Öåëüþ äàííîé ñòàòüè ÿâëÿåòñÿ àíàëèç ïðèìåíèìî-
ñòè áåñêîíòàêòíîãî òåïëîâîãî ìåòîäà â îáëàñòè ýëåê-
òðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ, îïðåäåëåíèå åãî
ìåñòà ñðåäè äðóãèõ ìåòîäîâ êîíòðîëÿ òåïëîâûõ ïî-
ëåé, âûÿâëåíèå îñîáåííîñòåé åãî ïðèìåíåíèÿ â ýòîé
îáëàñòè è îöåíêà óðîâíÿ ðàçâèòèÿ òåõíè÷åñêèõ
ñðåäñòâ ìåòîäà.
Áåñêîíòàêòíûé òåïëîâîé êîíòðîëü � ýòî ìåòîä
äèñòàíöèîííîé ðåãèñòðàöèè, âèçóàëèçàöèè è àíàëèçà
òåïëîâûõ ïîëåé îáúåêòîâ íà îñíîâå èõ èíôðàêðàñíî-
ãî èçëó÷åíèÿ. Îáúåêò êîíòðîëÿ, èìåþùèé îïðåäåëåí-
íóþ òåìïåðàòóðó, êîýôôèöèåíò èçëó÷åíèÿ è îòðàæå-
íèÿ è íàõîäÿùèéñÿ â îêðóæåíèè äðóãèõ îáúåêòîâ,
èçëó÷àåò òåïëîâóþ ýíåðãèþ, êîòîðóþ ðåãèñòðèðóåò
ñèñòåìà ïîñòðîåíèÿ èçîáðàæåíèÿ â ÈÊ-äèàïàçîíå �
òåïëîâèçîð. Äëÿ óñïåøíîãî ïðèìåíåíèÿ äàííîãî âèäà
êîíòðîëÿ íåîáõîäèìî ðåøèòü ïðîáëåìû ïàðàçèòíîé
çàñâåòêè îáúåêòà èçëó÷åíèåì òåë, â îêðóæåíèè êîòî-
ðûõ íàõîäèòñÿ êîíòðîëèðóåìûé îáúåêò, ïðîáëåìó
îïðåäåëåíèÿ êîýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ ñàìîãî îáúåê-
òà, à òàêæå âûÿâèòü ñòåïåíü âëèÿíèÿ èñêàæåíèé, âíî-
ñèìûõ ñàìîé ñèñòåìîé ðåãèñòðàöèè ÈÊ-èçëó÷åíèÿ.
Òåïëîâîé ðåæèì ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ
ñðåäñòâ (ÝÂÑ) ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç îïðåäåëÿþùèõ ôàê-
òîðîâ èõ ðàáîòîñïîñîáíîñòè. Áîëüøèíñòâî ôèçèêî-
õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ñâÿçàííûõ ñ âîçíèêíîâåíè-
åì îòêàçîâ, ÿâëÿþòñÿ òåðìè÷åñêè àêòèâèðóåìûìè,
ò. å. ìîãóò ïðîòåêàòü òîëüêî ïðè îïðåäåëåííîì óðîâ-
íå òåïëîâîé ýíåðãèè, ïðè÷åì èíòåíñèâíîñòü ýòèõ ïðî-
Ñ. Ï. ÏÀÍÔÈËÎÂÀ, ê. ò. í. À. È. ÂËÀÑÎÂ,
Â. Í. ÃÐÈÄÍÅÂ, À. Ñ. ×ÅÐÂÈÍÑÊÈÉ
Ðîññèÿ, ã. Ìîñêâà, ÌÃÒÓ èì. Í. Ý. Áàóìàíà
ÁÅÑÊÎÍÒÀÊÒÍÛÉ ÒÅÏËÎÂÎÉ ÊÎÍÒÐÎËÜ
ÝËÅÊÒÐÎÍÍÎ-ÂÛ×ÈÑËÈÒÅËÜÍÛÕ ÑÐÅÄÑÒÂ
öåññîâ âîçðàñòàåò ïðè íàãðåâàíèè êîìïîíåíòà. Òåï-
ëîâàÿ ýíåðãèÿ âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ èãðàåò ðåøàþùóþ
ðîëü â èçìåíåíèè ñâîéñòâ è õàðàêòåðèñòèê êîìïî-
íåíòîâ, â ïðîöåññàõ èõ ñòàðåíèÿ è ðàçðóøåíèÿ.
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, òåïëîâîå ïîëå, îòëè÷íîå îò
íîðìàëüíîãî, ñèãíàëèçèðóåò î ðàçëè÷íûõ äåôåêòàõ,
êîòîðûå ìîãóò ïðèâåñòè ê îòêàçó óñòðîéñòâà, íî íå
ìîãóò áûòü âûÿâëåíû îáû÷íûìè ñïîñîáàìè (íàïðè-
ìåð, âèçóàëüíî èëè ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëüíîãî ýëåê-
òðè÷åñêîãî ñòåíäà). Òàê, ïðè àíàëèçå òåïëîâîãî ïîëÿ
ýëåêòðîííîãî óçëà èëè áëîêà ïî îïðåäåëåííûì òåì-
ïåðàòóðíûì àíîìàëèÿì ìîæåò áûòü âûÿâëåíî íåïðà-
âèëüíîå ïîäêëþ÷åíèå ýëåìåíòà â ñõåìå, íåêà÷åñòâåí-
íûé ìîíòàæ, íåóäà÷íîå ðàçìåùåíèå ýëåìåíòîâ íà
ïëàòå èëè ýëåêòðîííûõ ÿ÷ååê â áëîêå. Íàïðèìåð, íà
ðèñ. 1 ïðèâåäåíà òåðìîãðàììà áëîêà ïèòàíèÿ ìîíè-
òîðà ìåäèöèíñêîãî îáîðóäîâàíèÿ, ãäå â âåðõíåé ÷àñ-
òè íà âåðòèêàëüíî óñòàíîâëåííîé ïëàòå ñòàáèëèçàòî-
ðà âûäåëåí ïåðåãðåâàþùèéñÿ êîìïîíåíò. Íà ðèñ. 2
ïðèâåäåíà òåðìîãðàììà äâóõ îäèíàêîâûõ ÿ÷ååê àâ-
òîìîáèëüíîé îõðàííîé ñèãíàëèçàöèè. Êàê âèäíî, íà
ïðàâîé ÿ÷åéêå èìååò ìåñòî ïåðåãðåâ êîìïîíåíòà.
Ïî òåïëîâîìó ïîëþ ìíîãîñëîéíîé ïå÷àòíîé ïëà-
òû ìîæíî âûÿâèòü óòîíåíèå è êîððîçèîííûé èçíîñ
ïðîâîäíèêîâ, íåêà÷åñòâåííóþ ìåòàëëèçàöèþ, îòñëî-
åíèÿ ïðîâîäíèêîâ.
Àíàëèçèðóÿ òåïëîâûå ïîëÿ èçäåëèé â îáëàñòè ìèê-
ðîýëåêòðîíèêè, ìîæíî âûÿâëÿòü äåôåêòû p�n-ïåðå-
õîäîâ (ïîâåðõíîñòíàÿ äåãðàäàöèÿ, ýëåêòðîìèãðàöèÿ,
Äàòà ïîñòóïëåíèÿ â ðåäàêöèþ
01.03�14.09 2007 ã.
Îïïîíåíò ê. ò. í. Þ. Å. ÍÈÊÎËÀÅÍÊÎ
(Ìèíïðîìïîëèòèêè Óêðàèíû, ã. Êèåâ)
Ðèñ. 1. Òåïëîâîå ïîëå áëîêà ïèòàíèÿ ìîíèòîðà
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
43
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
ìåæìåòàëëè÷åñêèå ñîåäèíåíèÿ, «øíóðîâàíèå» òîêà,
ìåçîïëàçìà), íåðàâíîìåðíîñòü ïëîòíîñòè òîêà, ãàçî-
âûå ïóçûðè ìåæäó êðèñòàëëîì è îñíîâàíèåì, äåôåê-
òû òåïëîîòâîäà è äèôôóçèîííîé ñâàðêè, ïîâðåæäå-
íèÿ êðèñòàëëà, îáðûâ ïðîâîäîâ, êîðîòêèå çàìûêàíèÿ
è äð. Ïî òåïëîâûì ïîëÿì ìîæíî êîíòðîëèðîâàòü êà-
÷åñòâî âûñîêîòåìïåðàòóðíûõ ïëåíî÷íûõ ïîêðûòèé �
îòñëîåíèÿ îò ïîäëîæêè, íåðàâíîìåðíîñòü òîëùèíû
[1], êà÷åñòâî ñâàðêè âûâîäîâ èíòåãðàëüíûõ ñõåì ñ
êîíòàêòíûìè ïëîùàäêàìè ïå÷àòíûõ ïëàò.
Âàæíóþ ðîëü èãðàåò òåïëîâîé êîíòðîëü è íà ñòà-
äèè ðàçðàáîòêè óñòðîéñòâ: âèçóàëèçàöèÿ òåïëîâîãî
ïîëÿ ïîçâîëÿåò âûÿâèòü íåäîñòàòêè â êîíñòðóêöèè
óñòðîéñòâà è âíåñòè ñâîåâðåìåííûå êîððåêòèðîâêè,
îöåíèòü ýôôåêòèâíîñòü ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ è ò. ä.
Îñîáåííîñòè òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
â ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííîñòè
Äëÿ êîíòðîëÿ òåïëîâûõ ïîëåé ýëåêòðîííî-âû÷èñ-
ëèòåëüíûõ ñðåäñòâ èñïîëüçóþòñÿ êîíòàêòíûå äàò÷è-
êè (íàïðèìåð òåðìîïàðà), áåñêîíòàêòíûå ñðåäñòâà ðå-
ãèñòðàöèè èíôðàêðàñíîãî (ÈÊ) èçëó÷åíèÿ (íàïðèìåð
ÈÊ-äàò÷èêè).
Ïðåèìóùåñòâà áåñêîíòàêòíîãî ìåòîäà òåïëîâîãî
êîíòðîëÿ (ÒÊ) î÷åâèäíû. Ýòîò ìåòîä ïîçâîëÿåò îöå-
íèòü òåïëîâîå ïîëå ýëåêòðîííîãî óçëà â öåëîì, ò. ê.
èçìåðåíèÿ îñóùåñòâëÿþòñÿ â áîëüøîì êîëè÷åñòâå
òî÷åê ñ ïðîñòðàíñòâåííûì ðàçðåøåíèåì, îãðàíè÷åí-
íûì òîëüêî âîëíîâûì ïðåäåëîì. ÈÊ-äàò÷èêè, ðàñïî-
ëîæåííûå â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò èññëåäó-
åìîãî îáúåêòà, íå êîíòàêòèðóþò íàïðÿìóþ ñ èññëå-
äóåìîé ÿ÷åéêîé, ïîýòîìó íå âëèÿþò íà òåìïåðàòóð-
íûå èëè ýëåêòðè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè îáúåêòà è íå
èñêàæàþò êàðòèíó ïðîèñõîäÿùèõ èçìåíåíèé.
Ìåòîä îñíîâàí íà ðåãèñòðàöèè èçëó÷åíèÿ, ïîýòî-
ìó ïîçâîëÿåò èññëåäîâàòü îáúåêòû, èìåþùèå ðàçìåð
ïîðÿäêà äëèíû âîëíû ðàáî÷åãî äèàïàçîíà ÈÊ-ïðè-
åìíèêà, ò. å. äîñòèãàòü ìèêðîìåòðîâ, â òî âðåìÿ êàê
äëÿ êîíòàêòíûõ äàò÷èêîâ ýòîò ðàçìåð â íàñòîÿùåå
âðåìÿ ñîñòàâëÿåò, êàê ïðàâèëî, 1 ìì.
Îäíàêî êîíòàêòíûå äàò÷èêè íå ïîëíîñòüþ âûòåñ-
íåíû òåïëîâèçîðàìè èç ïðîèçâîäñòâà è ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ èññëåäîâàíèé. Êðîìå òîãî, ÷àñòî êîíòàêò-
íûé è áåñêîíòàêòíûé ìåòîäû äîïîëíÿþò äðóã äðóãà,
êîãäà ïðèìåíåíèå áåñêîíòàêòíîãî ìåòîäà çàòðóäíåíî.
Íàïðèìåð, â ñëó÷àå, êîãäà íåêîòîðûå ÷àñòè êîíñòðóê-
öèè òðóäíîäîñòóïíû äëÿ òåïëîâèçèîííîé êàìåðû, íà
íèõ ìîíòèðóþòñÿ òåðìîïàðû.
Îäíàêî ïðè âñåõ ïåðå÷èñëåííûõ ïðåèìóùåñòâàõ
áåñêîíòàêòíîãî òåïëîâîãî êîíòðîëÿ ñëåäóåò ó÷èòû-
âàòü îñîáåííîñòè ïðèìåíåíèÿ ýòîãî ìåòîäà â ýëåê-
òðîííîé ïðîìûøëåííîñòè. Îñíîâíîé ïðîáëåìîé çäåñü
ÿâëÿåòñÿ ñëîæíîñòü ñàìîãî îáúåêòà êîíòðîëÿ. Îáû÷-
íî ýëåêòðîííîå èçäåëèå èçãîòîâëåíî èç ìíîæåñòâà
ìàòåðèàëîâ ñ ðàçíûìè êîýôôèöèåíòàìè èçëó÷åíèÿ,
ïðè÷åì ïëîòíîñòü êîìïîíîâêè â íèõ î÷åíü âåëèêà,
÷òî îáóñëàâëèâàåò óñèëåíèå ýôôåêòà âçàèìîîòðàæå-
íèé âíóòðè îáúåêòà êîíòðîëÿ. Â ìèêðîýëåêòðîíèêå
ðàçìåðû ïðîèçâîäèìûõ èçäåëèé çíà÷èòåëüíîå óìåíü-
øèëèñü, ÷òî òàêæå óñëîæíÿåò êîíòðîëü. Êðîìå òîãî,
îðãàíèçàöèÿ ñàìîé ïðîöåäóðû êîíòðîëÿ âêëþ÷àåò â
ñåáÿ ìîäåëèðîâàíèå óñëîâèé ðàáîòû ÿ÷åéêè. Ñóùå-
ñòâåííîé ìåòîäè÷åñêîé ïðîáëåìîé ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî
ìíîãèå ÿ÷åéêè õàðàêòåðèçóþòñÿ ìàëûìè òåìïåðàòóð-
íûìè ñèãíàëàìè.
Ðàññìîòðèì íåêîòîðûå ïðîáëåìû áîëåå ïîäðîáíî.
Âûðàâíèâàíèå êîýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ
Ïðîáëåìà èäåíòèôèêàöèè èçëó÷àòåëüíîé ñïîñîá-
íîñòè êîìïîíåíòîâ ïðè òåïëîâîì êîíòðîëå ýëåêòðîí-
íî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ ñòîèò îñîáåííî îñòðî è
â áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ ÿâëÿåòñÿ îñíîâíîé ïðè ðàç-
ðàáîòêå ìåòîäèêè êîíòðîëÿ. Êîýôôèöèåíò èçëó÷åíèÿ
ìàòåðèàëîâ èçäåëèé ìîæåò âàðüèðîâàòüñÿ îò 0,3 äî
0,9 â ïðåäåëàõ îäíîé ýëåêòðîííîé ÿ÷åéêè. Êðîìå òîãî,
ââèäó âîçðàñòàþùåé ïëîòíîñòè óïàêîâêè âîçðàñòàåò
âëèÿíèå ýôôåêòà âçàèìîîòðàæåíèÿ, êîãäà êîìïîíåí-
òû èç ìàòåðèàëîâ ñ âûñîêîé îòðàæàòåëüíîé ñïîñîá-
íîñòüþ âíîñÿò èçìåíåíèÿ â ðåãèñòðèðóåìîå òåïëîâè-
çîðîì èçëó÷åíèå ñîñåäíèõ êîìïîíåíòîâ.
Äëÿ óìåíüøåíèÿ íåãàòèâíîãî âëèÿíèÿ êîýôôèöè-
åíòà èçëó÷åíèÿ íà ðåçóëüòàòû òåïëîâîãî êîíòðîëÿ ïðî-
èçâîäèòåëè ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ èñ-
ïîëüçóþò äâà îñíîâíûõ ïîäõîäà.
Ïåðâûé ïîäõîä çàêëþ÷àåòñÿ â ôèçè÷åñêîì âûðàâ-
íèâàíèè êîýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ â ïðåäåëàõ âñåãî
êîíòðîëèðóåìîãî èçäåëèÿ. Òàê, â êîìïàíèè IBM äëÿ
âûðàâíèâàíèÿ èçëó÷àòåëüíîé ñïîñîáíîñòè ïðèìåíÿ-
ëè ïîêðûòèå èç áåëîãî ïîðîøêîîáðàçíîãî îêñèäà
àëþìèíèÿ, ïðè÷åì ÷óâñòâèòåëüíîñòü òåïëîâîãî êîí-
òðîëÿ áûëà òàêîâà, ÷òî ïîçâîëÿëà îáíàðóæèâàòü ïî-
âðåæäåíèå îòäåëüíîãî øòûðüêîâîãî âûâîäà 28-êîí-
òàêòíîé èíòåãðàëüíîé ñõåìû [1]. Äðóãèì ïðèìåðîì
ñëóæèò âåäîìñòâî âîçäóøíûõ ñèë ÑØÀ: ïðè êîí-
òðîëå ýëåêòðîííûõ ÿ÷ååê äëÿ èñêëþ÷åíèÿ âëèÿíèÿ îò-
ðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè ìåòàëëè÷åñêèõ ïîâåðõíîñ-
òåé êîìïîíåíòîâ èñïîëüçóåòñÿ îäíîðîäíîå ïîêðû-
òèå ñïåöèàëüíûì ñîñòàâîì, êîòîðûé íàíîñèòñÿ ðàâ-
íîìåðíûì ñëîåì è ëåãêî óäàëÿåòñÿ ïîñëå ïðîâåäå-
íèÿ ýêñïåðèìåíòà [2].
Âòîðîé ïîäõîä çàêëþ÷àåòñÿ â ïðèìåíåíèè âîçìîæ-
íîñòåé ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ òåïëîâîãî êîí-
òðîëÿ. Â ïðåäåëàõ êîíòðîëèðóåìîãî èçäåëèÿ ñîñòàâ-
ëÿþò êàðòó ðàñïðåäåëåíèÿ çíà÷åíèé êîýôôèöèåíòà
Ðèñ. 2. Òåïëîâîå ïîëå ÿ÷ååê àâòîìîáèëüíîé îõðàííîé
ñèãíàëèçàöèè
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
44
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
èçëó÷åíèÿ, äëÿ ÷åãî îñóùåñòâëÿþò ïðåäâàðèòåëüíûé
íàãðåâ èçäåëèÿ (íàïðèìåð ïå÷àòíîé ïëàòû) áåç íà-
ãðóçêè â áîêñå äî çàäàííîé òåìïåðàòóðû (40�50°Ñ).
Çàòåì ñíèìàþò òåïëîâîå ïîëå èçäåëèÿ â ðàáî÷åì ðå-
æèìå è ïðåîáðàçóþò åãî â êàðòó èñòèííûõ òåìïåðà-
òóð ñ ó÷åòîì èçìåðåííûõ ïèêñåëüíûõ çíà÷åíèé êî-
ýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ. Ìèðîâîé ëèäåð â ïðîèçâîä-
ñòâå òåðìîãðàôè÷åñêîãî îáîðóäîâàíèÿ �� ôèðìà FLIR
èñïîëüçóåò äëÿ ýòîé öåëè ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå
EQUAL [1, 3].
Êðîìå òîãî, ÷ðåçâû÷àéíî âàæíî îáåñïå÷èòü
óñëîâèÿ êîíòðîëÿ, ïðè êîòîðûõ ìàêñèìàëüíî èñêëþ-
÷àåòñÿ âëèÿíèå èçëó÷åíèÿ îò îêðóæàþùèõ ïðåäìå-
òîâ è ïåðñîíàëà. Äëÿ ýòîãî ââîäÿòñÿ ñïåöèàëüíûå
îãðàäèòåëüíûå êîíñòðóêöèè èëè êîíòðîëèðóåìîå èç-
äåëèå ïîìåùàåòñÿ â ñïåöèàëüíûé áîêñ.
Ìîäåëèðîâàíèå óñëîâèé ðàáîòû
êîíòðîëèðóåìûõ ÿ÷ååê
Äëÿ ïîëó÷åíèÿ äîñòîâåðíûõ ðåçóëüòàòîâ íåîáõî-
äèìà ïðåäâàðèòåëüíàÿ ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè êîíòðîëÿ
ñ ó÷åòîì óñëîâèé ðàáîòû êîíòðîëèðóåìîãî óñòðîé-
ñòâà. Ñ ýòîé öåëüþ ïðîâîäèòñÿ ìîäåëèðîâàíèå óñëî-
âèé ðåàëüíîé ðàáîòû óñòðîéñòâà ñ ó÷åòîì îáåñïå÷å-
íèÿ ðåàëüíûõ óñëîâèé îõëàæäåíèÿ è äàâëåíèÿ, çàòåì
ïîäáèðàþòñÿ òàêèå óñëîâèÿ íàãðóæåíèÿ, êîòîðûå
îáåñïå÷èâàþò ýêñòðåìàëüíûé òåïëîâîé ðåæèì.
Íàèáîëåå ÷àñòî ïðèõîäèòñÿ ñòàëêèâàòüñÿ ñ íåâîç-
ìîæíîñòüþ ïðîâîäèòü êîíòðîëü òåïëîâèçîðîì ÷åðåç
êðûøêó êîðïóñà óñòðîéñòâà. Ïðè óäàëåíèè êðûøêè
ìîãóò íàðóøèòüñÿ óñëîâèÿ îõëàæäåíèÿ è äàâëåíèÿ,
÷òî ïðèâåäåò ê ïîëó÷åíèþ íåäîñòîâåðíûõ äàííûõ. Äëÿ
ðåøåíèÿ ýòîé çàäà÷è óäàëÿþò êðûøêó êîðïóñà è çà-
êðûâàþò åãî ìàòåðèàëîì, ïðîçðà÷íûì äëÿ ÈÊ-èçëó-
÷åíèÿ. Òàêèì ìàòåðèàëîì ìîæåò áûòü, íàïðèìåð, ïðî-
çðà÷íàÿ áûòîâàÿ ïëåíêà.
×òî êàñàåòñÿ ïîäáîðà òåñòîâ è óñëîâèé íàãðóæå-
íèÿ ÿ÷ååê, òî îíè äîëæíû áûòü îïðåäåëåíû ðàçðàáîò-
÷èêîì óñòðîéñòâà èëè ýêñïåðòîì.
Ó÷åò îñîáåííîñòåé ôóíêöèîíèðîâàíèÿ
ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ
Ïðè ïðîâåäåíèè êîíòðîëÿ ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ
ñëåäóåò ó÷èòûâàòü ìíîæåñòâî ôàêòîðîâ.
Âî-ïåðâûõ, äëÿ òîãî ÷òîáû ìîæíî áûëî èäåíòè-
ôèöèðîâàòü íåêîòîðûå íåèñïðàâíîñòè, äîëæíà áûòü
ïðåäóñìîòðåíà âîçìîæíîñòü ìíîãîêðàòíîãî ïðîâå-
äåíèÿ îäíîãî è òîãî æå òåñòà, à òàêæå âîçìîæíîñòü
ðåãóëèðîâàíèÿ âðåìåíè íàãðóæåíèÿ óñòðîéñòâà.
Âî-âòîðûõ, íåîáõîäèìî äîñêîíàëüíîå çíàíèå ðà-
áîòû óñòðîéñòâà è, æåëàòåëüíî, èñòîðè÷åñêèå äàí-
íûå î åãî ôóíêöèîíèðîâàíèè è îòêàçàõ äëÿ ðàçðàáîò-
êè íåîáõîäèìîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè òåñòîâ. Íå âñå-
ãäà íàãðóæåíèå óñòðîéñòâà ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâå-
íèþ êðèòè÷åñêîé òåïëîâîé êàðòèíû � èíîãäà òðåáó-
åòñÿ ñòðîãàÿ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü îïðåäåëåííûõ ðå-
æèìîâ.
Â-òðåòüèõ, òåñòû äîëæíû âûáèðàòüñÿ ñ ó÷åòîì
îñîáåííîñòåé ðåãèñòðàöèè òåïëîâûõ ïîëåé òåïëîâè-
çîðîì. Åñëè â óñòðîéñòâå åñòü ýëåìåíòû, ñèëüíî âû-
äåëÿþùèå òåïëî, òî èõ òåïëîâîå ïîëå ìîæåò ìàñêè-
ðîâàòü ïîëå êàêèõ-ëèáî êðèòè÷íûõ ýëåìåíòîâ, ðàñ-
ïîëîæåííûõ ðÿäîì. Íàïðèìåð, áîëüøîå êîëè÷åñòâî
òåïëà, âûäåëÿåìîå ðåëå, íå óêàçûâàåò íà åãî íåèñ-
ïðàâíîñòü, çàòî ìîæåò ìàñêèðîâàòü òåïëî, âûäåëÿå-
ìîå íåèñïðàâíîé ìèêðîñõåìîé, ðàñïîëîæåííîé ðÿ-
äîì. Íåîáõîäèìî ïîäîáðàòü òàêèå òåñòû, êîòîðûå,
íàïðèìåð, èñêëþ÷àò ðàáîòó ðåëå, íî âêëþ÷àò ìèêðî-
ñõåìó.
Â-÷åòâåðòûõ, â ñëó÷àÿõ êîãäà íåîáõîäèìî íå òîëü-
êî îáíàðóæèòü íåèñïðàâíîñòü, íî è îïðåäåëèòü åå ïðè-
÷èíó, ñëåäóåò ïðèáåãàòü ê îïûòó ðàçðàáîò÷èêîâ è ýêñ-
ïåðòîâ, ÷òîáû ñäåëàòü êîððåêòíûå âûâîäû íà îñíî-
âå ðåçóëüòàòîâ òåïëîâîãî êîíòðîëÿ. Íàïðèìåð, åñëè
íà òåðìîãðàììå îò÷åòëèâî âèäåí ïåðåãðåâ êîíäåíñà-
òîðà èëè ðåçèñòîðà, òî îïûòíûé ðàçðàáîò÷èê èëè ýêñ-
ïåðò ñêîðåå âñåãî ñäåëàåò âûâîä î òîì, ÷òî ïðè÷è-
íîé íåèñïðàâíîñòè óñòðîéñòâà ÿâëÿåòñÿ ìèêðîñõåìà,
êîòîðàÿ çàäàåò íåïðàâèëüíûé ðåæèì ðàáîòû äëÿ êîí-
äåíñàòîðà èëè ðåçèñòîðà. Êîíäåíñàòîð èëè ðåçèñòîð
â ýêñòðåìàëüíîì òåïëîâîì ðåæèìå ñêîðåå óêàçûâà-
þò íà íåèñïðàâíîñòè â ñõåìå, ÷åì íà ñîáñòâåííóþ
íåèñïðàâíîñòü.
×àùå âñåãî ïðè ïîèñêå íåèñïðàâíîñòåé ðåêîìåí-
äóþò ñëåäóþùóþ ïîñëåäîâàòåëüíîñòü ïðîâåðêè êîì-
ïîíåíòîâ: ìèêðîñõåìû, òðàíçèñòîðû, äèîäû, ðåçèñ-
òîðû, êîíäåíñàòîðû [2].
Èñïîëüçîâàíèå ýòàëîííûõ óñòðîéñòâ ïðè òåïëîâîì
êîíòðîëå ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ íà ïðî-
èçâîäñòâå ïîçâîëÿåò àâòîìàòèçèðîâàòü ïðîöåäóðó
êîíòðîëÿ è ñâåñòè ê ìèíèìóìó ó÷àñòèå â íåì îïåðà-
òîðà. Òåðìîãðàììû êîíòðîëèðóåìûõ èçäåëèé ïðîñòî
ñðàâíèâàþòñÿ ñ òåðìîãðàììîé çàâåäîìî èñïðàâíîãî
óñòðîéñòâà, à íåñîîòâåòñòâèå òåðìîãðàìì óêàçûâàåò
íà ïðåäïîëàãàåìóþ íåèñïðàâíîñòü. Íàïðèìåð, íà
ðèñ. 2 ïðèâåäåíà òåðìîãðàììà îäèíàêîâûõ ÿ÷ååê ïå-
ðåêëþ÷àòåëÿ àâòîìîáèëüíîé îõðàííîé ñèãíàëèçàöèè,
ñëåâà � ýòàëîííîé ÿ÷åéêè, ñïðàâà � êîíòðîëèðóå-
ìîé. Âèäíî, ÷òî êîíòðîëèðóåìàÿ ÿ÷åéêà ìîæåò áûòü
íåèñïðàâíà, ò. ê. åå òåïëîâîå ïîëå íå ñîîòâåòñòâóåò
òåïëîâîìó ïîëþ ýòàëîííîé ÿ÷åéêè.
Çíà÷èòåëüíî ïîâûñèòü âåðîÿòíîñòü îáíàðóæåíèÿ
íåèñïðàâíîñòåé ìîæåò ñîçäàíèå ýòàëîííîé òåðìî-
ãðàììû, êîòîðàÿ ïîëó÷àåòñÿ ïóòåì ñáîðà ìàêñèìàëü-
íûõ çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû èç òåðìîãðàìì çàâåäîìî
èñïðàâíûõ óñòðîéñòâ. Ïðè ýòîì âàæíûì ìîìåíòîì
ÿâëÿåòñÿ ñòàòèñòè÷åñêàÿ îáðàáîòêà òåðìîãðàìì äëÿ
áîëüøîãî êîëè÷åñòâà óñòðîéñòâ.
Òåõíè÷åñêèå ñðåäñòâà òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
Àïïàðàòíûì ñðåäñòâîì ïîñòðîåíèÿ èçîáðàæåíèÿ
â ÈÊ-äèàïàçîíå ÿâëÿåòñÿ òåïëîâèçîð. Èññëåäîâàíèå
ïðîñòðàíñòâåííûõ ðàñïðåäåëåíèé òåìïåðàòóðû ïî
îäíîé èëè äâóì êîîðäèíàòàì òðåáóåò ñêàíèðîâàíèÿ
ïîâåðõíîñòè îáúåêòà, êîòîðîå îñóùåñòâëÿþò ëèáî
îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèì, ëèáî ýëåêòðîííûì ñïîñîáîì.
 îïòèêî-ìåõàíè÷åñêèõ óñòðîéñòâàõ îòêëîíåíèå
óãëà çðåíèÿ ïðîèçâîäÿò ñ ïîìîùüþ êîëåáëþùèõñÿ
èëè âðàùàþùèõñÿ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ (ïðèçì è
çåðêàë). Âèçóàëèçàöèÿ òåïëîâîãî ïîëÿ îáúåêòà ñ âû-
ñîêèì ãåîìåòðè÷åñêèì ðàçðåøåíèåì òðåáóåò ôîðìè-
ðîâàíèÿ ìíîãîñòðî÷íûõ êàäðîâ, ïîýòîìó ïðè èñ-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
45
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
ïîëüçîâàíèè åäèíè÷íûõ (èëè â âèäå ëèíååê) ïðèåì-
íèêîâ îòäàåòñÿ ïðåäïî÷òåíèå êâàíòîâîìó ìåõàíèçìó
ðåàêöèè íà èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå, ò. ê. áûñòðîäåé-
ñòâèå ôîòîííûõ ïðèåìíèêîâ ñîñòàâëÿåò îêîëî 1 ìêñ.
Èç-çà òåõíè÷åñêèõ òðóäíîñòåé ñîçäàíèÿ áûñòðîäåé-
ñòâóþùèõ âûñîêîèíôîðìàòèâíûõ îïòèêî-ìåõàíè÷å-
ñêèõ ñêàíèðóþùèõ ñèñòåì ñêàíèðóþùèå òåïëîâèçî-
ðû ðàáîòàþò â ìàëîêàäðîâîì ðåæèìå, ò. å. â îñíîâ-
íîì äëÿ íàáëþäåíèÿ çà íåïîäâèæíûìè îáúåêòàìè.
Âñå ôîòîííûå ïðèåìíèêè (InSb, CdHgTe è äð.) äëÿ
ñíèæåíèÿ ôóíäàìåíòàëüíûõ øóìîâ è äîñòèæåíèÿ
òðåáóåìîé ïîðîãîâîé ÷óâñòâèòåëüíîñòè äîëæíû
îõëàæäàòüñÿ äî êðèîãåííûõ òåìïåðàòóð (íàïðèìåð,
æèäêèì àçîòîì � äî 77 Ê). Èñïîëüçîâàíèå ìèêðî-
êîìïðåññîðíûõ èëè òåðìîýëåêòðè÷åñêèõ ñèñòåì
(Ò=160�190 Ê) ñîîòâåòñòâåííî óõóäøàåò ýòè ïàðà-
ìåòðû. Ñèñòåìû îõëàæäåíèÿ ðåçêî ñíèæàþò àâòîíîì-
íîñòü îáîðóäîâàíèÿ èç-çà íåîáõîäèìîñòè âîçîáíîâ-
ëåíèÿ çàïàñà õëàäàãåíòà (êðèîãåííûå òåïëîâèçîðû)
èëè èç-çà âûñîêîãî ýíåðãîïîòðåáëåíèÿ (òåðìîýëåêò-
ðè÷åñêèå ñèñòåìû). Òåïëîâèçîðû, òðåáóþùèå îõëàæ-
äåíèÿ, ñðàâíèòåëüíî äóðîãè, îñîáåííî òåïëîâèçîðû
ñ íèçêîòåìïåðàòóðíûìè òåðìîýëåêòðè÷åñêèìè ýëå-
ìåíòàìè. Ê äîñòîèíñòâàì æå îõëàæäàåìûõ òåïëîâè-
çîðîâ ñëåäóåò îòíåñòè âûñîêîå òåìïåðàòóðíîå ðàçðå-
øåíèå (äî 0,01°Ñ) è âîçìîæíîñòü íåïîñðåäñòâåííî-
ãî èçìåðåíèÿ àáñîëþòíîé òåìïåðàòóðû îáúåêòà.
Ïðèíöèï ýëåêòðîííîãî ñêàíèðîâàíèÿ áûë ðåàëè-
çîâàí â ìàòðè÷íûõ ôîòîäåòåêòîðàõ íîâîãî ïîêîëå-
íèÿ, ðàçðàáîòàííûõ â êîíöå XX âåêà. Ýòîò òèï ôîòî-
ïðèåìíèêîâ íàçûâàþò ìàòðèöàìè, ðàçìåùàåìûìè â
ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà (Focal Plane Array �
FPA). Îñíîâíûìè ïðåèìóùåñòâàìè òàêèõ ñèñòåì ÿâ-
ëÿþòñÿ îòñóòñòâèå äâèæóùèõñÿ ìåõàíè÷åñêèõ ÷àñ-
òåé è îäíîâðåìåííîå âèçèðîâàíèå ñöåíû âñåìè ÷óâ-
ñòâèòåëüíûìè ïëîùàäêàìè. Ïîñëåäíåå ïðåèìóùåñòâî
ïîçâîëÿåò óâåëè÷èòü âðåìÿ ýêñïîçèöèè êàæäîé ÷óâ-
ñòâèòåëüíîé ïëîùàäêè (ò. å. óìåíüøèòü øóìû) è îáåñ-
ïå÷èòü îäíîâðåìåííîå íàáëþäåíèå áûñòðîìåíÿþùèõ-
ñÿ òåïëîâûõ ñîáûòèé.
Ñîâðåìåííûå ìàòðèöû èñïîëüçóþò êàê ôîòîííûå,
òàê è òåïëîâûå ÈÊ-ïðèåìíèêè. Íàèáîëåå äîñòóïíû-
ìè ïî öåíå ÿâëÿþòñÿ ïîêàçûâàþùèå è èçìåðèòåëü-
íûå òåïëîâèçîðû, ðàáîòàþùèå íà íåîõëàæäàåìûõ
ïèðîýëåêòðè÷åñêèõ è ìèêðîáîëîìåòðè÷åñêèõ äâóõ-
ìåðíûõ ïðèåìíèêàõ òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ.  çàâèñè-
ìîñòè îò èíòåíñèâíîñòè òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ â ïèðî-
ýëåêòðè÷åñêèõ ïðèåìíèêàõ èçìåíÿåòñÿ óðîâåíü ïî-
ëÿðèçàöèè êàæäîãî ýëåìåíòà, â áîëîìåòðè÷åñêèõ ��
âíóòðåííåå ñîïðîòèâëåíèå. Äëÿ ñïåöèàëüíîãî ïðèìå-
íåíèÿ (êîãäà òðåáóåòñÿ âûñîêàÿ ÷àñòîòà ñìåíû òåð-
ìîèçîáðàæåíèé, ïîâûøåííîå òåìïåðàòóðíîå ðàçðå-
øåíèå èëè ñïåêòðàëüíàÿ ñåëåêòèâíîñòü) ðàçðàáîòàíû
òåïëîâèçîðû íà îõëàæäàåìûõ ìàòðèöàõ. Íàèáîëåå
ðàñïðîñòðàíåíû ìàòðèöû íà îñíîâå ñèëèöèäà ïëàòè-
íû (PtSi), àíòèìîíèäà èíäèÿ (InSb), òðîéíûõ ñîåäè-
íåíèé (HgCdTe) è òàê íàçûâàåìûõ êâèï-ìàòåðèàëîâ
(QWIP), â ÷àñòíîñòè àðñåíèäà ãàëëèÿ (GaAs).
Ëèäåðàìè â ïðîèçâîäñòâå òåïëîâèçèîííîé òåõíèêè
ÿâëÿþòñÿ Øâåöèÿ, Âåëèêîáðèòàíèÿ, Ôðàíöèÿ, Ãåðìàíèÿ,
ÑØÀ, ßïîíèÿ. Ñðåäè âåäóùèõ ïðîèçâîäèòåëåé îáîðóäî-
âàíèÿ äëÿ òåïëîâîãî êîíòðîëÿ â ïåðâóþ î÷åðåäü ñëåäóåò
íàçâàòü êîìïàíèþ FLIR Systems (ÑØÀ � Øâåöèÿ). Â
ðÿäó äðóãèõ êðóïíûõ è çàðåêîìåíäîâàâøèõ ñåáÿ íà ìè-
ðîâîì ðûíêå ïðîèçâîäèòåëåé òåïëîâèçèîííîé òåõíèêè
ñòîÿò òàêèå êîìïàíèè êàê CEDIP Infrared Systems (Ôðàí-
öèÿ, www.cedip-infrared.com), Raytek UK (Âåëèêîáðèòà-
íèÿ, www.raytek.com), IRISYS (Âåëèêîáðèòàíèÿ,
www.irisys.co.uk), NEC Sanei (ßïîíèÿ, www.metrum.co.uk),
Thermoteknix Systems Ltd (èíòåðíàöèîíàëüíàÿ êîìïàíèÿ,
www.thermoteknix.com), Land Infrared (èíòåðíàöèîíàëü-
íàÿ êîìïàíèÿ, www.landinst.com), à òàêæå ðîññèéñêèå
êîìïàíèè ÍÈÈÈÍ ÌÍÏÎ «Ñïåêòð» (spektr6.ru) è
ÈÐÒÈÑ (irtis.ru).
Ê îñíîâíûì õàðàêòåðèñòèêàì òåïëîâèçîðîâ îòíî-
ñÿòñÿ: ðàáî÷èé ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí, ãåîìåòðè÷å-
ñêàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü, ÷àñòîòà ñìåíû èçîá-
ðàæåíèé, òåìïåðàòóðíîå ðàçðåøåíèå (ýêâèâàëåíòíàÿ
øóìó ðàçíîñòü òåìïåðàòóð), ìèíèìàëüíàÿ ðàçðåøàå-
ìàÿ ðàçíîñòü òåìïåðàòóð, äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí
ñèãíàëà.
Ðàáî÷èé ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí òåïëîâèçîðîâ
(3�5 èëè 8�13 ìêì) âûáèðàåòñÿ ïî òàêèì âàæíûì
êðèòåðèÿì êàê êîýôôèöèåíòû èçëó÷åíèÿ îáúåêòîâ
êîíòðîëÿ, ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû, ìîùíîñòü èçëó-
÷åíèÿ îáúåêòîâ, òåïëîâîé êîíòðàñò, õàðàêòåðèñòèêè
ïðèåìíèêîâ èçëó÷åíèÿ. Ïîäðîáíî âëèÿíèå ýòèõ ôàêòî-
ðîâ íà âûáîð ñïåêòðàëüíîãî äèàïàçîíà îïèñàíî â [4].
Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü èç-
îáðàæåíèÿ â ìàòðè÷íûõ òåïëîâèçîðàõ ïðè ïðàâèëüíî
ïîäîáðàííîé îïòèêå ñîîòâåòñòâóåò ÷èñëó îòäåëüíûõ
ýëåìåíòîâ â ìàòðèöå. Íàïðèìåð, ðàñïðîñòðàíåííûé
ôîðìàò ìèêðîáîëîìåòðè÷åñêèõ ìàòðèö 320×240 ñî-
îòâåòñòâóåò ïîëþ çðåíèÿ 24×18°.
×àñòîòà ñìåíû èçîáðàæåíèé îïðåäåëÿåòñÿ ïîëíûì
âðåìåíåì, â òå÷åíèå êîòîðîãî àíàëèçèðóþò ïîëå çðå-
íèÿ. Íàïðèìåð, åñëè âûõîäíîé ñèãíàë êàæäîãî ìàò-
ðè÷íîãî ýëåìåíòà ñêàíèðóþò â òå÷åíèå 1/30 ñ, òî ñî-
îòâåòñòâóþùàÿ ÷àñòîòà ñìåíû èçîáðàæåíèé áóäåò
30 Ãö. Ïîñëåäîâàòåëüíîñòè ÈÊ-èçîáðàæåíèé íàêàï-
ëèâàþò â àíàëîãîâîé èëè öèôðîâîé ôîðìå. Àíàëîãî-
âûé ñèãíàë íà âûõîäå îáû÷íî ïðåäñòàâëÿåòñÿ â îä-
íîì èç ïîïóëÿðíûõ ôîðìàòîâ � PAL, NTSC èëè
SECAM.
Ýêâèâàëåíòíàÿ øóìó ðàçíîñòü òåìïåðàòóð (òåìïå-
ðàòóðíîå ðàçðåøåíèå) ÿâëÿåòñÿ âàæíîé ýíåðãåòè÷å-
ñêîé õàðàêòåðèñòèêîé òåïëîâèçîðîâ, êîòîðóþ îïðå-
äåëÿþò êàê òåìïåðàòóðíûé ñèãíàë, ýêâèâàëåíòíûé
óðîâíþ ñîáñòâåííîãî øóìà ôîòîïðèåìíèêà. Âåëè-
÷èíó òåìïåðàòóðíîãî ðàçðåøåíèÿ îïðåäåëÿþò êàê èç-
ìåíåíèå òåìïåðàòóðû, êîòîðîìó ñîîòâåòñòâóåò îòíî-
øåíèå ñèãíàë/øóì, ðàâíîå åäèíèöå, íàïðèìåð, 0,07°Ñ
ïðè òåìïåðàòóðå ýòàëîííîãî èçëó÷àòåëÿ 30°Ñ (â ïàñ-
ïîðòíûõ äàííûõ òåïëîâèçîðîâ òåìïåðàòóðó ýòàëîí-
íîãî èçëó÷àòåëÿ ÷àñòî îïóñêàþò).
Ìèíèìàëüíóþ ðàçðåøàåìóþ ðàçíîñòü òåìïåðàòóð
îïðåäåëÿþò ïî ýòàëîííîìó èçëó÷àòåëþ (ìèðå), êîòî-
ðûé îáðàçîâàí íàáîðîì ïîëîñ îïðåäåëåííîé òîëùè-
íû è òåìïåðàòóðû è ðàññìàòðèâàåòñÿ îïåðàòîðîì â
òå÷åíèå íåîïðåäåëåííîãî âðåìåíè. Òàêèì îáðàçîì,
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
46
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
ýòîò ïàðàìåòð îòðàæàåò êàê ïðîñòðàíñòâåííîå, òàê è
òåìïåðàòóðíîå ðàçðåøåíèå òåïëîâèçîðà.
Äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí ýëåêòðîííîãî óñòðîéñòâà
õàðàêòåðèçóåò äèàïàçîí àìïëèòóä ñèãíàëîâ ìåæäó
ìàêñèìàëüíûì è ìèíèìàëüíûì çíà÷åíèÿìè, êîòîðûå
ïåðåäàþòñÿ áåç èñêàæåíèé. Îáû÷íî äèíàìè÷åñêèé
äèàïàçîí âûðàæàþò â äåöèáåëàõ.
Êðîìå òîãî, â ïàñïîðòíûõ äàííûõ òåïëîâèçîðîâ
îáû÷íî óêàçûâàþò ðåãèñòðèðóåìûé òåìïåðàòóðíûé
äèàïàçîí, à òàêæå õàðàêòåðèñòèêè ïîñòàâëÿåìîé ñ
òåïëîâèçîðîì îïòèêè. Êàê îòìå÷àëîñü âûøå, òåïëî-
âèçîðû îáû÷íî ðàáîòàþò â îäíîì èç ÈÊ-äèàïàçîíîâ,
ïîýòîìó â êà÷åñòâå õàðàêòåðèñòèêè ÷àñòî óêàçûâàþò
òàêæå è ðàáî÷èé ñïåêòðàëüíûé äèàïàçîí.
Ïðè âûáîðå òåïëîâèçîðà äëÿ êîíòðîëÿ ýëåêòðîí-
íî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü êîí-
êðåòíóþ îáëàñòü ïðèìåíåíèÿ ïðèáîðà. ×åì ìåíüøå
îáúåêò èññëåäîâàíèÿ èëè äåòàëè îáúåêòà, ïîäëåæà-
ùèå èññëåäîâàíèþ, òåì áîëüøåé ãåîìåòðè÷åñêîé ðàç-
ðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ è áóëüøèì òåìïåðàòóðíûì
ðàçðåøåíèåì äîëæåí îáëàäàòü òåïëîâèçîð. Äëÿ èñ-
ñëåäîâàíèÿ ïå÷àòíûõ ïëàò èëè ÿ÷ååê â îáùåì ñëó÷àå
ïîäîéäåò òåïëîâèçîð äëÿ èññëåäîâàíèé èëè äëÿ ïðî-
âåäåíèÿ íåðàçðóøàþùåãî êîíòðîëÿ, íàïðèìåð, òåï-
ëîâèçîð ôèðìû FLIR Systems èç ñåðèè S («S Series
� Research & Development»). Ãåîìåòðè÷åñêàÿ ðàç-
ðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü òàêîãî òåïëîâèçîðà îáû÷íî
ñîñòàâëÿåò 640×480, à òåìïåðàòóðíîå ðàçðåøåíèå �
0,06°Ñ ïðè 30°Ñ.
Äëÿ äèàãíîñòèðîâàíèÿ èçäåëèé ìèêðîýëåêòðîíè-
êè (íàïðèìåð, èíòåãðàëüíûõ ìèêðîñõåì) íåîáõîäè-
ìî âûáèðàòü òåïëîâèçîð ñ áîëüøåé ãåîìåòðè÷åñêîé
ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ è áóëüøèì òåìïåðàòóð-
íûì ðàçðåøåíèåì. Ýòî ñïåöèàëüíûå ìîäåëè òåïëî-
âèçîðîâ ñ ãåîìåòðè÷åñêîé ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíî-
ñòüþ 1024×1024. Òåìïåðàòóðíîå ðàçðåøåíèå òàêèõ
òåïëîâèçîðîâ ìîæåò ñîñòàâëÿòü 0,01°Ñ, ÷òî ïîçâîëÿ-
åò âèçóàëèçèðîâàòü òåïëîâîå ïîëå èíòåãðàëüíîé ìèê-
ðîñõåìû. Ñïåöèàëüíûå îáúåêòèâû ïîçâîëÿþò äîáèòüñÿ
ïðèåìëåìîãî óâåëè÷åíèÿ îáúåêòîâ ñ ðàçìåðàìè
âïëîòü äî 25 ìêì è âèçóàëèçèðîâàòü èõ òåïëîâûå
ïîëÿ.
Îäíàêî â êàæäîì êîíêðåòíîì ñëó÷àå ñëåäóåò ó÷è-
òûâàòü èíäèâèäóàëüíûå ïàðàìåòðû èññëåäóåìûõ îá-
ðàçöîâ.  çàâèñèìîñòè îò ðàáî÷åé òåìïåðàòóðû èñ-
ñëåäóåìîãî îáðàçöà ñëåäóåò îïðåäåëèòü ðåãèñòðèðó-
åìûé òåìïåðàòóðíûé äèàïàçîí, êðîìå òîãî, ìîãóò áûòü
âàæíû óñëîâèÿ ýêñïëóàòàöèè, èíòåðôåéñ âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ñ êîìïüþòåðîì.  ñëó÷àå êîãäà íåîáõîäèìî
ðåãèñòðèðîâàòü èçìåíåíèå òåïëîâîãî ïîëÿ, âàæíûì
ïàðàìåòðîì ÿâëÿåòñÿ ÷àñòîòà ñìåíû èçîáðàæåíèé.
Äëÿ èññëåäîâàíèÿ îáúåêòîâ, ñîïîñòàâèìûõ ïî
ðàçìåðàì ñ îáúåêòàìè ìèêðîýëåêòðîíèêè, ñóùåñòâóþò
ñïåöèàëüíûå ìîäåëè òåïëîâèçîðîâ. Íàïðèìåð, ôèð-
ìà FLIR Systems ïðåäëàãàåò ðÿä òåïëîâèçîðîâ «High-
end R&D Infrared Cameras» ñ ïîâûøåííûìè òåìïå-
ðàòóðíûì ðàçðåøåíèåì è ãåîìåòðè÷åñêîé ðàçðåøà-
þùåé ñïîñîáíîñòüþ. Êðîìå òîãî, åñòü âîçìîæíîñòü
ïîäáèðàòü îáúåêòèâû ñ íåîáõîäèìûì êîýôôèöèåíòîì
óâåëè÷åíèÿ (âïëîòü äî êîìáèíàöèè ÈÊ-êàìåð ñ ìèê-
ðîñêîïàìè) è èññëåäîâàòü îáúåêòû ñ ðàçìåðàìè
7 ìêì è áîëåå (ðèñ. 3, 4).
Ïðîãðàììíûå ñðåäñòâà àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ
òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
Êàê óæå íåîäíîêðàòíî óïîìèíàëîñü, ïðè èñïîëü-
çîâàíèè òåïëîâèçèîííûõ ñðåäñòâ îñîáîå âíèìàíèå
óäåëÿþò ïîñòàâëÿåìîìó ïðîãðàììíîìó îáåñïå÷åíèþ,
ò. ê. îíî ÿâëÿåòñÿ ìîùíûì ñðåäñòâîì, ïðåäîñòàâëÿþ-
ùèì äîïîëíèòåëüíûå âîçìîæíîñòè äëÿ àíàëèçà ðå-
çóëüòàòîâ òåïëîâîãî êîíòðîëÿ. ×àñòî ïðîãðàììíîå
îáåñïå÷åíèå ñîñòàâëÿåò öåëûé ìíîãîôóíêöèîíàëüíûé
êîìïëåêñ, êîòîðûé ïîçâîëÿåò âûïîëíÿòü âñå íåîáõî-
äèìûå äåéñòâèÿ äëÿ ïîëó÷åíèÿ, àíàëèçà, õðàíåíèÿ
äàííûõ î òåïëîâûõ ïîëÿõ (ðèñ. 5).
Ê ñòàíäàðòíûì ôóíêöèÿì ïðîãðàììíîãî îáåñïå-
÷åíèÿ, ïîñòàâëÿåìîãî ñ òåïëîâèçîðîì, îòíîñÿòñÿ
ñðåäñòâà çàõâàòà âèäåî- è äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìà-
öèè (íàïðèìåð, çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû èëè êîýôôèöè-
åíòà èçëó÷åíèÿ â íåêîòîðûõ çàðàíåå îïðåäåëåííûõ
òî÷êàõ). Èíòåðôåéñ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ êîìïüþòåðîì
ìîæåò áûòü êàê ñîáñòâåííûì äëÿ êîíêðåòíîãî ïðî-
èçâîäèòåëÿ, òàê è ñòàíäàðòíûì äëÿ çàõâàòà âèäåîèí-
ôîðìàöèè. Íàïðèìåð, äëÿ îïåðàöèîííîé ñèñòåìû
Ðèñ. 3. Èçîáðàæåíèå ìèêðîñõåìû, ïîëó÷åííîå ñ ïîìî-
ùüþ òåïëîâèçîðà ThermaCAM ôèðìû FLIR è ïîêàçûâà-
þùåå ïðîâîäíèêè ðàçìåðîì 7 ìêì [3]
Ðèñ. 4. ÈÊ-êàìåðà â ñî÷åòàíèè ñ ìèêðîñêîïîì ñòàíîâèò-
ñÿ ÈÊ-ìèêðîñêîïîì, ñïîñîáíûì èññëåäîâàòü îáúåêòû
ðàçìåðîì 5 ìêì [3]
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
47
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
êà ñîáñòâåííûõ ñðåäñòâ îáðàáîòêè è àíàëèçà èçîáðà-
æåíèé.
Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå îáû÷íî îáëàäàåò òàê-
æå ôóíêöèÿìè îáðàáîòêè èçîáðàæåíèé: óìåíüøåíèÿ
øóìîâ, óâåëè÷åíèÿ ðåçêîñòè, êîððåêöèè êîíòðàñòà è
ÿðêîñòè, âèäîèçìåíåíèÿ ãèñòîãðàìì è äð. Ê íàèáî-
ëåå âàæíûì ôóíêöèÿì ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ
Ðèñ. 5. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà ïðîãðàììíîãî êîìïëåêñà ñèñòåìû òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
Ìîäóëü ðàáîòû
ñ áàçîé äàííûõ
Ìîäóëü
àâòîìàòè÷åñêîãî
ðàñïîçíàâàíèÿ
äåôåêòîâ
Ìîäóëü çàõâàòà
òåìïåðàòóðíîé
èíôîðìàöèè
Ìîäóëü çàõâàòà
âèäåî-
èíôîðìàöèè
ßäðî
Ëîãèêà ðàáîòû
Ïîäêëþ÷åíèå
ìîäóëåé
Ìîäóëü ñîçäàíèÿ
îò÷åòîâ
Ìîäóëü
êîððåêöèè
êîýôôèöèåíòà
èçëó÷åíèÿ
ßðêîñòü/
êîíòðàñòíîñòü
Àðèôìåòè÷åñêèå
îïåðàöèè
Ðàñêðàøèâàíèå Óäàëåíèå
øóìîâ
Óâåëè÷åíèå
ðåçêîñòè
Áèáëèîòåêà îáðàáîòêè èçîáðàæåíèé
Ìîäóëè îáðàáîòêè èçîáðàæåíèÿ
Ðèñ. 6. Îêíî ïðîãðàììû Thermo (ðàçðàáîòêà êàôåäðû ÈÓ4 ÌÃÒÓ èì. Í. Ý. Áàóìàíà) ñ òåìïåðàòóðíûì ïðîôèëåì,
ïîñòðîåííûì äëÿ êðèòè÷íîãî ó÷àñòêà ïå÷àòíîé ïëàòû
Windows òàêèì èíòåðôåéñîì ÿâëÿåòñÿ DirectShow,
ïðè ýòîì äëÿ ïåðåäà÷è äîïîëíèòåëüíîé èíôîðìàöèè
÷àùå âñåãî èñïîëüçóþò ïîðò RS-232 èëè USB. Äàí-
íûå ïåðåäàþò â çàðàíåå îïðåäåëåííîì è ñïåöèôèöè-
ðîâàííîì ôîðìàòå. Íàëè÷èå ñïåöèôèêàöèé íà èíòåð-
ôåéñ âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèáîðà ñ êîìïüþòåðîì ìîæåò
áûòü âàæíûì â ñëó÷àå, êîãäà ïëàíèðóåòñÿ ðàçðàáîò-
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
48
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
îòíîñèòñÿ âîçìîæíîñòü ïðîâåäåíèÿ òåìïåðàòóðíîãî
àíàëèçà. Ïîìèìî âîçìîæíîñòè èçìåðåíèÿ òåìïåðà-
òóðû â ïðîèçâîëüíîé òî÷êå, îáû÷íî îáåñïå÷èâàåòñÿ
ôóíêöèÿ ïîñòðîåíèÿ èçîòåðì, îïðåäåëåíèÿ êðèòè÷å-
ñêèõ çíà÷åíèé òåìïåðàòóðû è èõ íàíåñåíèÿ â âèäå ôëà-
ãîâ èëè èçîòåðì íà èçîáðàæåíèå. Êðîìå òîãî, ÷àñòî
ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ïî-
ñòðîåíèÿ òåìïåðàòóðíîãî ïðîôèëÿ âäîëü ëèíèè, ñîåäè-
íÿþùåé äâå òî÷êè íà òåðìîãðàììå. Òåìïåðàòóðíûé
ïðîôèëü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ãðàôèê, íà êîòîðîì ïî
îñè îðäèíàò îòëîæåíî ðàññòîÿíèå îò íà÷àëüíîé òî÷-
êè, à ïî îñè àáñöèññ � ñîîòâåòñòâóþùåå ýòîé òî÷êå
òåðìîãðàììû çíà÷åíèå òåìïåðàòóðû (ðèñ. 6).
Íåêîòîðûå ïðîãðàììû âûïîëíÿþò ôóíêöèþ çàïè-
ñè ïîñëåäîâàòåëüíîñòè òåðìîãðàìì, ÷òî ïîçâîëÿåò
ïðîñìàòðèâàòü èçìåíåíèå òåïëîâîãî ïîëÿ â äèíàìè-
êå: ñòðîèòü ãðàôèêè èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû â òî÷êå,
ïîëó÷àòü èçìåíåíèå òåìïåðàòóðíîãî ïðîôèëÿ âî âðå-
ìåíè.
Ëþáîå ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå ïîçâîëÿåò ðàñ-
êðàøèâàòü òåðìîãðàììû â ïñåâäîöâåòà, ÷òî îáëåã÷à-
åò âîñïðèÿòèå òåìïåðàòóðíîé èíôîðìàöèè.
Íåêîòîðûå ïðîèçâîäèòåëè òåïëîâèçèîííîé òåõíè-
êè ïîñòàâëÿþò ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, êîòîðîå ïî-
çâîëÿåò áîëåå òî÷íî èçìåðÿòü òåìïåðàòóðó çà ñ÷åò
áîëåå òî÷íîãî âû÷èñëåíèÿ êîýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ,
÷òî â êîíòåêñòå çàäà÷è òåïëîâîãî êîíòðîëÿ ýëåêòðîí-
íî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ ÿâëÿåòñÿ ïðåäïî÷òèòåëü-
íûì.  êà÷åñòâå îòäåëüíîé ïðîãðàììû îáû÷íî ïî-
ñòàâëÿåòñÿ òàêæå ñðåäñòâî àâòîìàòè÷åñêîãî ïîñòðîå-
íèÿ îò÷åòîâ î ïðîâåäåííîì èññëåäîâàíèè èëè òåñòå.
Èññëåäîâàíèÿ êàôåäðû ÈÓ4
Êàôåäðà ÈÓ4 («Ïðîåêòèðîâàíèå è òåõíîëîãèÿ ïðî-
èçâîäñòâà ýëåêòðîííî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ»)
ÌÃÒÓ èì. Í. Ý. Áàóìàíà ïðîâîäèò ñîáñòâåííûå èñ-
ñëåäîâàíèÿ â îáëàñòè ïðèìåíåíèÿ òåïëîâîãî êîíòðî-
ëÿ äëÿ ðåãèñòðàöèè òåìïåðàòóðíûõ ïîëåé ýëåêòðîí-
íî-âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ.
Çäåñü âàæíåéøåé ïðîáëåìîé ÿâëÿåòñÿ ñîçäàíèå
ìåòîäèêè ýêñïåðèìåíòà è àíàëèçà ðåçóëüòàòîâ, îäíà-
êî íå ìåíåå âàæåí ïîäáîð îáîðóäîâàíèÿ â êîìïëåêñå
ñ ïðîãðàììíûì îáåñïå÷åíèåì.  êà÷åñòâå ïðèìåðà
ïðèâåäåì èñïîëüçóåìûé íà êàôåäðå ñòåíä òåïëîâîãî
êîíòðîëÿ, àïïàðàòíîé îñíîâîé êîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ
îõëàæäàåìûé òåðìîãðàô ðîññèéñêîé ôèðìû ÈÐÒÈÑ
(ìîäåëü ÈÐÒÈÑ2000), ïîçâîëÿþùèé èçìåðÿòü àáñî-
ëþòíûå çíà÷åíèÿ òåìïåðàòóðû è îáëàäàþùèé ÷óâñòâè-
òåëüíîñòüþ 0,05°C ïðè 30°C. Òåðìîãðàô èìååò ñåòå-
âîé èíòåðôåéñ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ êîìïüþòåðîì, íà
êîòîðîì óñòàíîâëåíî ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå, ïî-
ñòàâëÿåìîå ïðîèçâîäèòåëåì òåðìîãðàôà, èëè ñïåöè-
àëèçèðîâàííûé ïðîãðàììíûé ïðîäóêò, ðàçðàáàòûâà-
åìûé êàôåäðîé ÈÓ4. Ñòðóêòóðíàÿ ñõåìà êîìïëåêñà
ñ êàðìàííûì ïåðñîíàëüíûì êîìïüþòåðîì (ÊÏÊ) äëÿ
ñêàíèðîâàíèÿ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 7.
Ìåòîäèêà ïðîâåäåíèÿ òåïëîâîãî êîíòðîëÿ ìîæåò
ðàçðàáàòûâàòüñÿ íà îñíîâå çàðàíåå ïðîâåäåííûõ ðàñ÷å-
òîâ òåïëîâûõ ïîëåé ñ ïîìîùüþ ñïåöèàëèçèðîâàííîãî
ïðîãðàììíîãî îáåñïå÷åíèÿ, íàïðèìåð, MCS.Nastran,
ïîñëå ÷åãî îïðåäåëÿþòñÿ êðèòåðèè îöåíêè. Îäíàêî
ýòîò ïóòü ïðèìåíÿåòñÿ ðåäêî. Ãîðàçäî ÷àùå èñïîëü-
çóåòñÿ ñðàâíåíèå ñ ýòàëîíîì, êîãäà â õîäå ýêñïåðè-
ìåíòîâ íàêàïëèâàåòñÿ áàçà äàííûõ òåðìîãðàìì çàâå-
äîìî èñïðàâíûõ ÿ÷ååê.
Ïðè îïðåäåëåíèè ïîòåíöèàëüíûõ äåôåêòîâ êîí-
ñòðóêöèè ýëåêòðîííîãî óçëà èñïîëüçóþòñÿ ïðîñòûå óêà-
çàíèÿ, òðåáóþùèå îáÿçàòåëüíîé ýêñïåðòíîé îöåíêè
îïåðàòîðà, ïðîâîäÿùåãî èñïûòàíèÿ. Íåêîòîðûå âû-
âîäû òåìïåðàòóðíîãî àíàëèçà ìîãóò áûòü îñíîâàíû
íà ïðîøëîì îïûòå, äðóãèå ìîãóò áûòü îñíîâàíû íà
îæèäàíèÿõ íàäåæíîñòè è çíàíèè òèïîâ êîìïîíåíòîâ.
 êà÷åñòâå ïðèìåðà ìîæíî ïðèâåñòè âîåííûé ñòàí-
äàðò ÑØÀ 217-F è ñòàíäàðò Bellcore, èñïîëüçóþùèå-
ñÿ äëÿ ïðåäñêàçàíèÿ òèïîâ îòêàçîâ ïîä âîçäåéñòâèåì
ýëåêòðè÷åñêîãî è òåïëîâîãî íàïðÿæåíèÿ êîìïîíåí-
òîâ. Ýòè äîêóìåíòû äàþò õîðîøóþ òî÷êó îòñ÷åòà äëÿ
àíàëèçà òåðìîãðàìì ýëåêòðîííûõ ÿ÷ååê è ìîãóò èñ-
ïîëüçîâàòüñÿ ïðè ðàçðàáîòêå ñîáñòâåííûõ ìåòîäèê.
Ïðèâåäåì ìåòîäèêó ïðîâåäåíèÿ òåïëîâîãî êîí-
òðîëÿ èñòî÷íèêà ïèòàíèÿ [5], êîòîðóþ ìîæíî ïðèìå-
íÿòü êàê ÷àñòü ïðîöåññà êîíòðîëÿ êà÷åñòâà ïðè-
áîðîâ ïðè ïðîèçâîäñòâå è ðàçðàáîòêå ýëåêòðîííûõ
óñòðîéñòâ.
1. Âûÿâèòü âñå êîìïîíåíòû ñ òåìïåðàòóðîé, äî-
ñòèãàþùåé 50°C ïðè ðàáî÷åé òåìïåðàòóðå 23°C.
2. Ïðîàíàëèçèðîâàòü äàâëåíèå è âîçäóøíûå ïî-
òîêè â îáëàñòè êîìïîíåíòîâ, òåìïåðàòóðà êîòîðûõ
ïðåâûøàåò 50°C, äëÿ îïðåäåëåíèÿ êîððåêòíîñòè èç-
ìåðåíèé.
3. Ïðîàíàëèçèðîâàòü òåìïåðàòóðó ïå÷àòíîé ïëàòû.
(Íàïðèìåð, ïå÷àòíûå ïëàòû èç ìàòåðèàëà FR-4 (Flame
Resistant 4) íå äîëæíû èìåòü òåìïåðàòóðó áîëåå 105°C
ïðè íàèõóäøèõ óñëîâèÿõ èñïûòàíèé.)
4. Ïðè íàëè÷èè êîìïîíåíòîâ, îñîáåííûõ ñ òî÷êè
çðåíèÿ òåìïåðàòóðíîãî ðåæèìà (íàïðèìåð, ìîùíûõ
ðåçèñòîðîâ), óáåäèòüñÿ, ÷òî îíè êîððåêòíî ñìîíòè-
ðîâàíû íà ïëàòó (ñ òåïëîèçîëèðóþùåé ïðîêëàäêîé
èëè ñ çàçîðîì).
5. Óáåäèòüñÿ, ÷òî òåìïåðàòóðà êîìïîíåíòîâ, èìå-
þùèõ â ñâîåì ñîñòàâå ìàãíèòíûå ìàòåðèàëû, íå âû-
õîäÿò èç äîïóñòèìîãî äëÿ ýòîãî êëàññà êîìïîíåíòîâ
äèàïàçîíà è ïî ìåíüøåé ìåðå íà 10°C íèæå, ÷åì äîëæ-
íà áûòü ïðè íàèõóäøèõ óñëîâèÿõ ýêñïëóàòàöèè.
6. Ïðîâåðèòü, íå ïðåâûøàåò ëè îæèäàåìûõ çíà÷å-
íèé òåìïåðàòóðà êîìïîíåíòîâ, ìîíòèðóåìûõ íà ïî-
âåðõíîñòü. Íàïðèìåð, ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû êå-
Ñåòåâîé êàáåëü
ÏÊ
ÊÏÊ
Ïðîãðàììíîå
îáåñïå÷åíèå äëÿ ïîëó÷åíèÿ
è îáðàáîòêè òåðìîãðàìì
Ïðîãðàììíîå îáåñïå÷åíèå
äëÿ ñêàíèðîâàíèÿ
(ïîëó÷åíèÿ òåðìîãðàìì)
Ðèñ 7. Ñõåìà ñòåíäà òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
Òåïëîâè-
çîð
Èçó÷àåìûé
îáúåêò
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2007, ¹ 6
49
ÎÁÅÑÏÅ×ÅÍÈÅ ÒÅÏËÎÂÛÕ ÐÅÆÈÌÎÂ
ðàìè÷åñêèõ êîíäåíñàòîðîâ íà 30°C è áîëåå äîëæíî
íàñòîðîæèòü.
7. Óáåäèòüñÿ, ÷òî ýëåêòðîëèòè÷åñêèå êîíäåíñàòî-
ðû íå íàãðåâàþòñÿ ýêñòðåìàëüíî âûñîêèìè ïóëüñè-
ðóþùèìè ñîñòàâëÿþùèìè ïîñòîÿííîãî òîêà èëè ðàñ-
ïîëîæåííûìè ðÿäîì ãðåþùèìèñÿ êîìïîíåíòàìè.
8. Âû÷èñëèòü òåìïåðàòóðó p�n-ïåðåõîäà ïîëóïðî-
âîäíèêîâûõ óñòðîéñòâ (ïîëåâûå òðàíçèñòîðû, äèî-
äû) ïî ìåòîäèêå, ïðèâåäåííîé â äîêóìåíòàöèè íà
ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðèáîð. Óáåäèòüñÿ, ÷òî òåìïå-
ðàòóðà p�n-ïåðåõîäà íå ïðåâûøàåò óñòàíîâëåííîãî
ìàêñèìàëüíî âîçìîæíîãî çíà÷åíèÿ. (Äëÿ áîëüøèí-
ñòâà ïîëóïðîâîäíèêîâûõ ïðèáîðîâ ðåêîìåíäóåòñÿ,
÷òîáû òåìïåðàòóðà ïåðåõîäà íå ïðåâûøàëà 110°C ïðè
ðàáîòå â íàèõóäøèõ óñëîâèÿõ.)
Ïðèìåðû ðåçóëüòàòîâ èññëåäîâàíèé ïðèâåäåíû íà
ðèñ. 8, 9. Ýêñïåðèìåíò äåìîíñòðèðóåò ëåãêîñòü îá-
íàðóæåíèÿ íåèñïðàâíûõ êîìïîíåíòîâ, îñîáåííî ìèê-
ðîñõåì, ïîèñê êîòîðûõ òðàäèöèîííûìè ñðåäñòâàìè
ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî òðóäîåìêèì.
Âûâîäû
Ïîêàçàíà âîçìîæíîñòü ïðèìåíåíèÿ òåïëîâîãî
ìåòîäà êîíòðîëÿ äëÿ äèàãíîñòèêè ýëåêòðîííî-
âû÷èñëèòåëüíûõ ñðåäñòâ, ðàññìîòðåíû åãî ïðåèìó-
ùåñòâà �� áåñêîíòàêòíîñòü è âûñîêàÿ ñêîðîñòü îáíà-
ðóæåíèÿ äåôåêòîâ, îñîáåííîñòè åãî ïðèìåíåíèÿ â
ýëåêòðîííîé ïðîìûøëåííîñòè è ïóòè èõ ó÷åòà â
ìåòîäèêå êîíòðîëÿ.  ÷àñòíîñòè, ðàññìîòðåíà îñòðàÿ
Ðèñ. 8. Òåïëîâîå ïîëå ÿ÷ååê óïðàâëåíèÿ ôîíàðåì:
à � óïðàâëÿþùèå ôîíàðåì ÿ÷åéêè; á � òåïëîâîå ïîëå íîðìàëüíî ôóíêöèîíèðóþùåé ÿ÷åéêè; â � òåïëîâîå ïîëå
äåôåêòíîé ÿ÷åéêè (íåêà÷åñòâåííîå òðàâëåíèå ïëàòû, ïåðåãðåâ òðàíçèñòîðà è ìèêðîñõåìû ñòàáèëèçàòîðà)
à) á)
â)
Ðèñ. 9. Òåïëîâîå ïîëå ÿ÷ååê äëÿ ðåìîíòà êîìïüþòåðîâ:
à � ÿ÷åéêè óñòðîéñòâà ðåìîíòà êîìïüþòåðîâ; á � òåïëîâîå ïîëå èñïðàâíîé ÿ÷åéêè; â � òåïëîâîå ïîëå ÿ÷åéêè ñ íåèñïðàâíîé
ìèêðîñõåìîé
à) á) â)
ïðîáëåìà âûðàâíèâàíèÿ êîýôôèöèåíòà èçëó÷åíèÿ,
ïðîáëåìà ìîäåëèðîâàíèÿ åñòåñòâåííûõ óñëîâèé
ðàáîòû óñòðîéñòâà.
Ïðèâåäåíû ðåêîìåíäàöèè ïî âûáîðó òåõíè÷åñêèõ
ñðåäñòâ êîíòðîëÿ, ïîçâîëÿþùèå ïîâûñèòü äîñòî-
âåðíîñòü ïîëó÷àåìûõ ðåçóëüòàòîâ. Ñ ïîìîùüþ àíà-
ëèçà îñîáåííîñòåé áåñêîíòàêòíîãî òåïëîâîãî ìåòîäà
âîçìîæíà ðàçðàáîòêà ìåòîäèêè êîíòðîëÿ êîíêðåòíûõ
óñòðîéñòâ íà ïðîìûøëåííûõ ïðåäïðèÿòèÿõ.
Ïðèìåíèìîñòü áåñêîíòàêòíîãî òåïëîâîãî êîíòðîëÿ
ÝÂÑ è åãî äîñòîèíñòâà ïîäòâåðæäåíû ýêñïåðèìåí-
òàëüíûìè èññëåäîâàíèÿìè, ïðîâåäåííûìè íà êàôåäðå
«Ïðîåêòèðîâàíèå è òåõíîëîãèÿ ïðîèçâîäñòâà ýëåê-
òðîííûõ ñðåäñòâ».
ÈÑÏÎËÜÇÎÂÀÍÍÛÅ ÈÑÒÎ×ÍÈÊÈ
1. Íåðàçðóøàþùèé êîíòðîëü. Â 7 ò. Ò. 5. Òåïëîâîé êîíòðîëü
/ Ïîä ðåä. Â. Â. Êëþåâà.� Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 2004.
2. Allred L. G. Guidelines for successful implementation of infra-
red thermography for repairing electronic circuit cards // AUTOTEST-
CON�96, Test Technology and Commercialization. Conference Record.�
1996.� Ð. 410�417.
3. Ñàéò ôèðìû FLIR Systems [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ] �
Ýëåêòðîííûå òåêñòîâûå, ãðàôè÷åñêèå äàííûå � http://
flirthermography.com
4. Ãîññîðã Æ. Èíôðàêðàñíàÿ òåðìîãðàôèÿ. Îñíîâû, òåõíèêà,
ïðèìåíåíèå. � Ì.: Ìèð, 1988.
5. Fishbune R. J. Infrared thermography for electronic assembly
design verification.� IBM Power Technology and Qualification,
2000.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-52894 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:07:03Z |
| publishDate | 2007 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Панфилова, С.П. Власов, А.И. Гриднев, В.Н. Червинский, А.С. 2014-01-08T22:07:15Z 2014-01-08T22:07:15Z 2007 Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств / С.П. Панфилова, А.И. Власов, В.Н. Гриднев, А.С. Червинский // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2007. — № 6. — С. 42-49. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2225-5818 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52894 Применимость бесконтактного теплового контроля для изделий электронной промышленности и его достоинства подтверждены экспериментально. Описаны технические средства контроля, основные функции программного обеспечения. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Обеспечение тепловых режимов Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств Безконтактний тепловий контроль електронно-обчислювальних засобів Thermography of electronic devices Article published earlier |
| spellingShingle | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств Панфилова, С.П. Власов, А.И. Гриднев, В.Н. Червинский, А.С. Обеспечение тепловых режимов |
| title | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| title_alt | Безконтактний тепловий контроль електронно-обчислювальних засобів Thermography of electronic devices |
| title_full | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| title_fullStr | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| title_full_unstemmed | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| title_short | Бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| title_sort | бесконтактный тепловой контроль электронно-вычислительных средств |
| topic | Обеспечение тепловых режимов |
| topic_facet | Обеспечение тепловых режимов |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/52894 |
| work_keys_str_mv | AT panfilovasp beskontaktnyiteplovoikontrolʹélektronnovyčislitelʹnyhsredstv AT vlasovai beskontaktnyiteplovoikontrolʹélektronnovyčislitelʹnyhsredstv AT gridnevvn beskontaktnyiteplovoikontrolʹélektronnovyčislitelʹnyhsredstv AT červinskiias beskontaktnyiteplovoikontrolʹélektronnovyčislitelʹnyhsredstv AT panfilovasp bezkontaktniiteploviikontrolʹelektronnoobčislûvalʹnihzasobív AT vlasovai bezkontaktniiteploviikontrolʹelektronnoobčislûvalʹnihzasobív AT gridnevvn bezkontaktniiteploviikontrolʹelektronnoobčislûvalʹnihzasobív AT červinskiias bezkontaktniiteploviikontrolʹelektronnoobčislûvalʹnihzasobív AT panfilovasp thermographyofelectronicdevices AT vlasovai thermographyofelectronicdevices AT gridnevvn thermographyofelectronicdevices AT červinskiias thermographyofelectronicdevices |