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Ther­mo­grafie in der Elek­tronik & Elek­tro­in­dus­trie

Der Einsatz der Infrarot-Thermografie in der Elektrotechnik und Elektronik dient dem berührungslosen Messen von Oberflächentemperaturen mit einer Wärmebildkamera ohne berührende Temperatursensoren. Es handelt sich um ein elegantes, rückwirkungsfreies optisches Temperaturmessverfahren zur simultanen und zeitlich hochaufgelösten Erfassung einer Vielzahl von Messstellen.

E-LIT Demonstration
Temperaturverteilung auf einer Leiterkarte (PCB)
Strukturen auf einem Mikorchip bei 8-facher Vergrößerung
Thermografie-Aufnahme einer Hauptplatine
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Wärme­bild­ka­mera ermög­licht berüh­rungs­loses Messen in der Elek­tronik

Die thermografische Inspektion elektronischer Komponenten und Baugruppen ist ein etabliertes Prüfverfahren zur Fehlersuche und Qualitätssicherung – von der Entwicklung erster Prototypen bis hin zur Serienproduktion. Erkennen lassen sich beispielsweise:

  • Hotspots und atypische Temperaturverteilungen auf der Oberfläche von Leiterplatten, integrierten Schaltkreisen und Multichip-Modulen

  • Erhöhte Übergangswiderstände

  • Widerstandserhöhung durch Einschnürung von Leitungen

  • Verdeckte Risse in Verbindungsstellen

  • Verlustleistungen durch HF-Fehlanpassung

  • Fehlerhafte thermische Anbindungen von Kühlkörpern

  • Kurzschlüsse, Lötdefekte wie z. B. kalte Lötstellen

Thermografische Analysen während eines jeden Entwicklungsschrittes liefern wichtige Rückschlüsse für die Optimierung des Wärmemanagements sowie das Design von komplexen elektronischen Baugruppen. In der Elektronik-Fertigung wird die thermografische Temperaturmessung als vielseitiges Instrument bei der Qualitätssicherung eingesetzt. Sowohl bei der Einstellung kritischer technologischer Parameter und ihrer permanenten Überwachung als auch bei der Inline-Prüfung der in Fertigung befindlichen Produkte und deren abschließender Funktionsprüfung ist leistungsfähige Thermografie unverzichtbar geworden.

InfraTec Lösungen und mögliche Appli­ka­tionen

E-Lit Schrank von InfraTec für Infrarotthermografie
ZfP - Zerstö­rungs­freie Prüfung

Elektronik- und Halbleitermodulprüfung – E-LIT

Detektieren Sie bereits während der Fertigung ungleichmäßige Temperaturverteilungen und lokale Energieverluste mittels Lock-In-Thermografie.

Microthermografie

Mikro­ther­mo­grafie

Die Mikrothermografie ermöglicht die thermische Analyse kleinster Strukturen im µm-Bereich und somit eine detaillierte Darstellung der Temperaturverteilung auf komplexen elektronischen Baugruppen.

Wärmebildkameras von InfraTec
Präzise, zuverlässig, effizient – Wärmebildkameras von InfraTec

Wärme­bild­ka­meras

InfraTec bietet Ihnen ein umfangreiches Sortiment von über 30 Wärmebildkameras für die Infrarot-Thermografie. Unsere Produktpalette umfasst neben Kompakt- und Systemkameras, High-End-Systeme sowie Zoomkameras und OEM-Lösungen. Zum Angebot gehört die High-End-Kameraserie ImageIR®, die am Stammsitz in Dresden entwickelt und hergestellt wird. Für die feste Installation, z. B. in rauer Industrieumgebung eignen sich dagegen die leistungsfähigen ungekühlten Thermografiesysteme VarioCAM® HD head.

Aktiv-Thermografie - Bildnachweis: © Rainer / Fotolia.com

Aktiv-Ther­mo­grafie

Nutzen Sie die aktive Thermografie zur zerstörungsfreien und berührungslosen Werkstoffprüfung, sowohl für automatisierte Inline- als auch Offline-Lösungen.

Thermografie an Elektroanlagen

Inspek­tion von Elek­tro­an­lagen

Überprüfen Sie elektrische Installationen oder HV-Netze mit einer Wärmebildkamera auf gefährliche Hotspots.

Beispiele für die Ther­mo­grafie in der Elek­tronik und Elek­tro­technik

Strukturen auf einem Mikorchip bei 8-facher Vergrößerung
Strukturen auf einem Mikorchip bei 8-facher Vergrößerung
Hotspot-Detektion bei GaN  - HEMTs (High-Electron-Mobility-Transistoren), bestehend aus GaN
Hotspot-Detektion bei GaN - HEMTs
Aufnahme einer Leiterplatte mit der Wärmebildkamera ImageIR® 10300
Mikrocontroller mit Spannungswandler
Lebensdaueranalyse durch Temperaturmessung eines Spannungswandels auf einem Mikrocontroller-Board
Thermografie eines Prozessors
Thermografieaufnahme eines Prozessors
Thermografie-Aufnahme einer Mikrocontroller-Platine
Thermografie-Aufnahme einer Mikrocontroller-Platine
Infrarotbild einer Elektronik-Platine
Infrarotbild einer Elektronik-Platine
Thermografie-Aufnahme eines Mikrochips
Infrarotbild eines Mikrochips
Strukturen auf einem Mikorchip bei 8-facher Vergrößerung
Hotspot-Detektion bei GaN  - HEMTs (High-Electron-Mobility-Transistoren), bestehend aus GaN
Aufnahme einer Leiterplatte mit der Wärmebildkamera ImageIR® 10300
Mikrocontroller mit Spannungswandler
Thermografie eines Prozessors
Thermografie-Aufnahme einer Mikrocontroller-Platine
Infrarotbild einer Elektronik-Platine
Thermografie-Aufnahme eines Mikrochips
Event On Demand

Infrared Lock-in Ther­mo­graphy for Inspec­tion of Elec­tronics and Integ­rated Circuits

  • Failure analysis and defect inspection, quality and process control and flexible R&D solution

  • Hotspot detection on printed circuit boards, integrated circuits, semiconductor material and multi-chip modules

  • Detection of faulty thermal connections of heat sinks, short circuits, soldering defects and wire bonding errors

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InfraTec-Webinar: Infrared Lock-in Thermography for Inspection of Electronics and Integrated Circuits - Bildnachweis: © iStock.com / scorpp
Event on demand

Optimising Additive Manufacturing Technologies Using Thermography (Sprache: Englisch)

  • Active thermography for non-destructive testing

  • Synchronizing high-tech sensors: ZEISS/GOM ARAMIS and infrared cameras from InfraTec

  • Tracking of temperature on homologous points in 3D space

  • Applications in materials, components and electronic testing

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Online Event - Thermography and Digital Image Correlation
Event on demand

Webinar Mikrothermografie

  • Was sind die physikalischen Besonderheiten der Mikrothermografie?

  • Welche technischen Anforderungen bestehen an ein Kamerasystem?

  • Welche Auswahlkriterien sind wichtig und relevant?

  • In welchen Bereichen kommt die Mikrothermografie zum Einsatz?

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InfraTec Pressemitteilung - Online-Event Mikrothermografie
Event On Demand

Thermography Solutions for Power Electronics – Precise, Non-contact and High-speed (Sprache: Englisch)

  • Challenges of electronics testing

  • Improvement of electronics design and thermal management by understanding heat

  • Thermography in the various phases of electronics development and production

  • Important and relevant selection criteria

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infratec-webinar-power-electronics-1920-1200

Weitere Merk­male der Nutzung der Ther­mo­grafie in der Elek­tro­technik und Elek­tronik

  • Beeinflusst weder die HF-Impedanz des Messobjektes noch die Wärmeableitung von selbigem, was der sicheren Vermeidung entsprechender Messfehler dient

  • Gestattet die gefahrlose Temperaturmessung auch an spannungsführenden Teilen

  • Komplette Erfassung der Temperaturverteilung und ihres zeitlichen Verlaufes von komplexen Baugruppen

  • Höchste geometrische Auflösung durch Einsatz von Messsystemen mit Detektoren sehr großer Pixelzahl und opto-mechanischer MicroScan-Einheit

  • Auflösung kleinster geometrischer Strukturen mit Hilfe von Makrovorsätzen und Infrarot-Mikroskopobjektiven

  • Detektion geringster Temperaturdifferenzen durch Verwendung gekühlter Photonendetektoren und Lock-In-Messverfahren

  • Komfortable Analyse und Dokumentation der Messergebnisse mit leistungsfähiger Auswertesoftware

Vorteile beim Einsatz leis­tungs­starker Ther­mo­gra­fie­sys­teme

Detektorformat 1.920 x 1.536
Detektorauflösungen

von bis zu (1.920 × 1.536) nativen IR-Pixeln zur Prüfung komplexer Baugruppen

Objektiv mit Pixelauflösung 1 µm
Erstellung hochaufgelöster Detailaufnahmen

mit Pixelgrößen bis zu < 1 μm unter Verwendung von Mikroskopobjektiven

thermische Auflösung 15 mK
Erkennung von Temperaturunterschieden

zwischen defekten und intakten Strukturen im Bereich weniger Mikrokelvin dank hoher thermischer Auflösung bis < 0,015 K in Kombination mit dem Lock-In-Verfahren

Messgenauigkeit 1%
Messgenauigkeiten

von bis zu ± 1 °C oder 1 % für exakte Messergebnisse

Thermografiekamera ImageIR

Ther­mo­gra­fie­sys­teme für die Elek­tronik und Elek­tro­technik indi­vi­duell konfi­gu­rieren

In Abhängigkeit von der jeweiligen Aufgabenstellung können Nutzer ganz gezielt die für sie passende Ausstattung zusammenstellen. Ausgangspunkt wird dabei meist die Wärmebildkamera sein. Gekühlter oder ungekühlter Detektor? Welches Detektorformat? Soll das Thermografiesystem die Lock-In-Thermografie unterstützen? Wie viel Flexibilität ist beim Abstand von Messobjekt und Kamera gewünscht? Welchen Einfluss hat dies auf die Wahl von Mikroskopobjektiven und Makrovorsätzen? Je nachdem, wie die Antworten auf diese Fragen ausfallen, kann InfraTec Thermografiesysteme unterschiedlichster Leistungsstärke anbieten – von der einzelnen Kamera bis zum automatisierten modularen Prüfplatz E-LIT.

E-Lit Schrank von InfraTec für Infrarotthermografie
ZfP - Zerstö­rungs­freie Prüfung
Elektronik- und Halbleitermodulprüfung – E-LIT

Detektieren Sie bereits während der Fertigung ungleichmäßige Temperaturverteilungen und lokale Energieverluste mittels Lock-In-Thermografie.

Kamerafilter für Wärmebildkameras
Wärme­bild­ka­meras für die Elek­tronik

Finden Sie die passende Thermografiekamera aus unserer Produktpalette zur Lösung Ihrer Messaufgabe in der Elektronik.

Wärmebildkamera von InfraTec
VarioCAM® HDx head Lock-In

Die kompakten Abmessungen und das geringe Gewicht gehören zu den Vorteilen der VarioCAM® HDx head Lock-in. Geht die Aufgabenstellung mit einem konstanten Messszenario in industrieller Umgebung einher, ist sie die erste Wahl.

E-Lit Schrank von InfraTec für Infrarotthermografie
ZfP - Zerstö­rungs­freie Prüfung
Elektronik- und Halbleitermodulprüfung – E-LIT

Detektieren Sie bereits während der Fertigung ungleichmäßige Temperaturverteilungen und lokale Energieverluste mittels Lock-In-Thermografie.

Kamerafilter für Wärmebildkameras
Wärme­bild­ka­meras für die Elek­tronik

Finden Sie die passende Thermografiekamera aus unserer Produktpalette zur Lösung Ihrer Messaufgabe in der Elektronik.

Wärmebildkamera von InfraTec
VarioCAM® HDx head Lock-In

Die kompakten Abmessungen und das geringe Gewicht gehören zu den Vorteilen der VarioCAM® HDx head Lock-in. Geht die Aufgabenstellung mit einem konstanten Messszenario in industrieller Umgebung einher, ist sie die erste Wahl.

Ther­mi­sche Auffäl­lig­keiten präzise loka­li­sieren und detail­liert abbilden

Das Prinzip der berührungslosen thermografischen Temperaturmessung erlaubt die fehlerfreie Bestimmung der Temperatur von Messobjekten geringer Größe und kleiner Wärmekapazität. Selbst bei Verwendung kleinster berührender Temperatursensoren ist dies dagegen oft unmöglich, da deren Wärmeableitung häufig eine Verfälschung der Messergebnisse bewirkt. In vielen Fällen wird der Einsatz von Thermoelementen bereits von vornherein durch den Aufbau oder die Funktion der Schaltung selbst verhindert. Hinzu kommt, dass Strukturen elektronischer Messobjekte mitunter so klein sind, dass sich Temperatursensoren auf diesen gar nicht mehr anbringen lassen.

Dagegen sind Thermografiesysteme mit hoher geometrischer Auflösung in der Lage, derart kleine Strukturen klar sichtbar zu machen und darüber hinaus exakt deren Temperaturverteilung nebst zeitlichem Verlauf zu bestimmen. Mithilfe von speziellen Makrovorsätzen und leistungsfähigen Infrarot-Mikroskopobjektiven können Anwender auf der Oberfläche von Bauteilen wie Halbleiterbauelementen Hotspots von wenigen Mikrometern Größe thermografisch vermessen. Bei zusätzlicher Verwendung von auf dem Messobjekt aufgesetzten SIL-Linsen (Solid Immersion Lens) können auch noch kleinere Strukturgrößen detektiert werden. In Kombination mit entsprechenden Verfahren der Aktiv-Thermografie werden zur Fehlerlokalisierung Temperaturdifferenzen von weniger als 1 mK klar sichtbar gemacht.

Hierfür bietet InfraTec die jeweils passenden Objektive und Kameras mit gekühlten und ungekühlten Detektoren an, die über native Auflösungen von bis zu (1.920 × 1.536) IR-Pixeln verfügen. Per MicroScan – verfügbar sowohl für Kameras mit gekühlten wie auch ungekühlten Detektoren – lässt sich die geometrische Auflösung nochmals deutlich verbessern. Die so gewonnenen Thermogramme stellen sicher, dass Komponenten und Baugruppen bis ins kleinste Detail abgebildet sind und dadurch Fehler präzise erkannt und lokalisiert werden können. Thermografieaufnahmen mit der enormen geometrischen Auflösung von einigen Megapixeln machen sich vor allem bei komplexen Baugruppen bezahlt, wo viele Strukturen auf dem jeweiligen Mess- und Prüfobjekt gleichzeitig erfasst werden können. Ist die Pixelzahl des Detektors der verwendeten Kamera zu gering, erhöht sich die Anzahl der für die komplette Erfassung des Messobjektes erforderlichen Aufnahmen.

Lock-In-Ther­mo­grafie in der Elek­tronik und Elek­tro­technik

Mittels Lock-In-Analyseverfahren der IRBIS® 3 active von InfraTec können Fehler, die lediglich mK- oder μK-Abweichungen hervorrufen, verlässlich detektiert und örtlich zugeordnet werden:

Lock-In-Thermografie; Klassische Thermografieaufnahme – Fehlstelle nicht erkennbar
Klassische Thermografieaufnahme – Fehlstelle nicht erkennbar
Lock-In-Thermografie; Amplitudenbild – Analyse mittels Lock-In-Thermografie
Amplitudenbild – Analyse mittels Lock-In-Thermografie
Lock-In-Thermografie; Kombination aus Live- und Amplitudenbild
Kombination aus Live- und Amplitudenbild

Vorteile - Präzise Ergeb­nisse in kürzester Zeit

InfraTec Thermografie - HighSpeed-Modus

High-Speed-Modus – Bild­fre­quenz und Empfind­lich­keit erhöhen

Dank der Binning-Technologie verfügen Wärmebildkameras über zwei Geschwindigkeitsmodi – den Standardmodus und den High-Speed-Modus, in dem die Bildfrequenz auf mehr als das Dreifache ansteigt. Das Bildfeld bleibt in beiden Modi konstant, so dass sich der mit der Kamera aufgenommene Szenenausschnitt nicht ändert. Im High-Speed-Modus erhöht sich zudem die thermische Auflösung um den Faktor zwei. Somit können sehr schnelle Temperaturänderungen elektronischer Bauteile und Komponenten lückenlos aufgezeichnet und analysiert werden.

InfraTec Newsletter - MicroScan-Funktion der Kameraserie ImageIR

Micro­Scan – Vervier­fa­chung des Bild­for­mats

Hinter der Funktion verbirgt sich ein schnelldrehendes MicroScan-Rad, das in die Kamera integriert ist. Sie sorgt dafür, dass pro Radumdrehung vier verschiedene Einzelaufnahmen gemacht werden, die jeweils um ein halbes Pixel seitlich versetzt sind. Dank Aufnahmen mit einer vierfachen geometrischen Auflösung erreicht die Thermografie eine neue Qualität.

InfraTec Thermografie - Geometrische Auflösung

Geome­tri­sche Auflö­sung – Effi­zient komplexe Baugruppen analy­sieren

Wärmebildkameras von InfraTec mit gekühlten und ungekühlten Detektoren verfügen über native Auflösungen von bis zu (1.920 × 1.536) IR-Pixeln. Räumlich hochaufgelöste Thermogramme stellen sicher, dass Komponenten und Baugruppen bis ins kleinste Detail abgebildet sind und dadurch Fehler sicher erkannt und präzise lokalisiert werden können.

InfraTec Thermografie - Thermische Auflösung

Ther­mi­sche Auflö­sung – Unter­schiede von nur wenigen Milli­kelvin bestimmen

Zur Erkennung geringer Temperaturänderungen bieten Wärmebildkameras von InfraTec thermische Auflösungen bis < 15 mK im Echtzeitbetrieb. Durch das Verfahren der Lock-In-Thermografie lässt sich dieses Auflösungsvermögen weiter deutlich erhöhen. Dafür werden Prüfobjekte periodisch angeregt und zerstörungsfrei auf Fehler und Unregelmäßigkeiten hin untersucht.

InfraTec Thermografie - Funktion EverSharp

EverS­harp-Funk­tion

Mit der innovativen EverSharp-Funktion werden alle Objekte in der Bildszene scharf abgebildet, unabhängig davon, wie weit diese von der Kamera entfernt sind und welches Objektiv zum Einsatz kommt. Die Qualität der Aufnahmen ist vollkommen unabhängig von der Tiefenschärfe der verwendeten Optik oder dem Abstand der Messobjekte zur Kamera. Für Anwender wird auf diese Weise die Bedienung der Wärmebildkamera noch komfortabler.

HighSense für Thermografiekameraserie ImageIR®

High­Sense – Immer die opti­male Kame­ra­ein­stel­lung

Dank HighSense haben ImageIR®-Anwender die Möglichkeit, auf Basis der Werkskalibrierung individuelle Messbereiche einzustellen, die optimal zur jeweiligen Aufgabenstellung passen. Je nach Messaufgabe kann der gewünschte Temperaturbereich gewählt werden und die dafür optimale Integrationszeit wird automatisch ausgegeben – oder man entscheidet sich für ein Vorgehen in umgekehrter Reihenfolge. Die Kalibrierung kann somit auch bei geänderten Integrationszeiten beibehalten werden.

InfraTec Service Kalibrierstand

Auto Calibration

Die Option Auto Calibration erweitert die Funktion „HighSense“ um eine automatische, dynamische Anpassung der Integrationszeit, um durchgehend die beste Temperaturmessgenauigkeit und ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis zu ermöglichen. Die Aussteuerung eines Detektors („Wellfill“) ist üblicherweise in bestimmten Bereichen des Dynamikumfangs optimal. Befindet sich das Signal des Messobjekts außerhalb dieser bzw. vom Anwender vorgegebener Grenzen, wird die Integrationszeit nachgeregelt.

Thermografie-Aufnahme während der Zündung eines Airbags

Fens­ter­modus (Subwin­do­wing) – Erfas­sung schneller Sequenzen

Die Wärmebildkamera kann im Voll-, Halb-, Viertelbild- und Linien-Modus betrieben werden. Über die Kamera- Steuersoftware besteht die Möglichkeit, die erweiterte Subwindowing-Funktion zu nutzen. Mittels Click-and- Drag können so frei definierbare Teilbildformate schnell und komfortabel eingerichtet werden. Zur Erreichung dieser sehr hohen Bildwiederholraten wird jeweils ein definierter Teilbereich des Detektors ausgelesen.

Thermografie-Kameraserie ImageIR® mit neuer 10 GigE-Schnittstelle

10 GigE-Schnitt­stelle für ein kräf­tiges Plus an Leis­tung

Die 10 Gigabit Ethernet-Schnittstelle der High-End-Kameraserie ImageIR® erschließt diesen extrem schnellen Übertragungsstandard mit einer eigens dafür bei InfraTec entwickelten Netzwerkkarte. Diese arbeitet mit einsteckbaren, modularen, optischen oder elektrischen Transceiver-Modulen, die leicht wechselbar sind und als SFP+ bezeichnet werden.

InfraTec Objektive - Hochwertige Volloptiken

Hochwertige Volloptiken

Hochwertige lichtstarke Präzisionsoptiken ermöglichen die Anpassung der Bildfeldgeometrie an nahezu jede Messsituation. Ihre Leistungsparameter sind hinsichtlich Funktionalität, Qualität und flexibler Anwendung optimal aufeinander abgestimmt. Dank IR-transparenter Linsenmaterialien und Antireflexionsbeschichtungen sind die Infrarotobjektive für verschiedene Spektralbereiche optimiert.

InfraTec Glossar Motorfokus

Motor­fokus für ImageIR®-Voll­op­tiken – Mehr Komfort

Alle wechselbaren Standard-Volloptiken der ImageIR®-Serie können mit einer Motorfokuseinheit kombiniert werden, die über die Kamera-Bediensoftware angesteuert wird. Sie ermöglicht die präzise, fernsteuerbare und schnelle Fokussierung. Außerdem steht eine Autofokusfunktion zur Verfügung, die selbst bei geringen Bildkontrasten noch zuverlässig arbeitet.

Inte­griertes Trigger- / Prozess­in­ter­face und Schnitt­stellen – Wärme­bild­ka­mera und externe Geräte digital steuern

Das interne Triggerinterface garantiert eine hochpräzise, wiederholgenaue Triggerung. Jeweils zwei konfigurierbare digitale Ein- und Ausgänge dienen zum Steuern der Kamera oder zur Erzeugung von digitalen Steuersignalen für externe Geräte. Auf diese Art und Weise lassen sich beispielsweise der Betrieb einer Leiterplatte und der Takt einer Messung synchron aufeinander abstimmen.

Die Auswahl verschiedener Kameraschnittstellen erlaubt das Verarbeiten analoger Daten, wie z. B. der Spannung direkt durch die Kamera und damit das Einfügen dieser Informationen in die thermografischen Bilddaten. In den Auswertungen mit der Software können relevante Größen einbezogen werden, was das Ziehen von Rückschlüssen auf die Ursachen von Temperaturänderungen erleichtert.

Elek­tronik-Leit­faden

Laden Sie unser Elektronik-Leitfaden „Elektronik / Elektrotechnik“ herunter und erfahren Sie mehr über Thermografiesysteme für den Einsatz in Entwicklung und Produktion.

InfraTec Elektronik / Elektrotechnik Flyer

Praxis­be­richte über Ther­mo­grafie in der Elek­tronik & Elek­tro­in­dus­trie

Schadensanalyse an elektronischen Bauteilen | ©BTU Cottbus-Senftenberg

Mit Ther­mo­grafie dem Fehler auf der Spur

Die thermografische Schadens- und Funktionsanalyse an elektronischen Bauteilen gehört mittlerweile zu den etablierten Prüfmethoden in der Elektrotechnik. Auch am Institut für Elektrische Systeme und Energielogistik der BTU Cottbus-Senftenberg nutzt man dieses Verfahren zu Forschungszwecken. Prof. Dr. Ralph Schacht beschäftigt sich in diesem Zusammenhang intensiv mit der Material- und Systemcharakterisierung sowie der zerstörungsfreien Fehleranalytik von Leiterplatten, elektronischen Bauteilen, Mikroelektronik als auch von Verbundsystemen der Aufbau- und Verbindungstechnik.

Ther­mi­sche Mikro­an­triebe für Nano­tech­no­lo­gien

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) bieten eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Nanotechnologie. Alltagsbeispiele sind die Lageerkennung von Mobiltelefonen sowie der Einsatz in Airbags, Digitalkameras oder Herzschrittmachern. Weitere Applikationen sind vor allem im Bereich miniaturisierter medizinischer Diagnostik zu finden. Wachsende Ansprüche an die Miniaturisierung betreffen gleichermaßen die dafür erforderlichen Systemlösungen als auch die zu entwickelnden Sensoren und Steuerelemente.

InfraTec Thermografie-Anwenderbericht: CAU Kiel

Leis­tungs­elek­tronik – Die Energie der Zukunft effi­zient steuern

Die Energieeffizienz von Elektronikbauteilen spielt in zahlreichen Anwendungsfeldern eine immer wichtigere Rolle. Und nicht nur das. Gefragt sind in unserem Elektronik- und Hightech-Zeitalter immer schnellere aktive Komponenten, höhere Leistungsdichten von miniaturisierten Systemen sowie absolute Zuverlässigkeit. Hinzu kommen der Anspruch an eine umweltbewusste Ressourcenbeschaffung und die Forderung, dass die Leistungssteigerung von Modulen parallel zum geringeren Energieverbrauch ablaufen soll.

Thermografie in der Automatisierung - Isabellenhuette

Ther­mo­grafie in der Auto­ma­ti­sie­rung

Die Isabellenhütte Heusler GmbH & Co. KG hat das Potential der Thermografie frühzeitig erkannt und setzt die Infrarot-Thermografie bei der Qualitätskontrolle der durch sie gefertigten niederohmigen Präzisionswiderständen ein.

Wechselrichter mit belasteten Bauteilen zur Lebensdauervorhersage - Bildrechte: istock.com / Mordolff

Ther­mo­gra­fi­sche Mikro­skopie in der Elektronik

Steigende Leistungsvorgaben für elektronische Bauelemente führen dazu, dass auf immer kleineren Flächen enorme Anforderungen an das Wärmemanagement gestellt werden.

Thermografie in der Elektronikprüfung - Bildnachweis: © iStock.com / Jimmyan

Ther­mo­grafie in der Elek­tro­nik­prü­fung

Die Firma Delphi setzt am Laborstandort Test & Validation Services des Unternehmens in Wiehl verstärkt Thermografie als Qualitätssicherungsmaßnahme in der Design- und Produktvalidation ein. Damit wird eine stabile hardwareseitige Grundlage für die Integration immer neuer Funktionalitäten in Automobilen gelegt, die letztlich einen wichtigen Beitrag zur Verkehrssicherheit liefert.

Kontakt zum Bereich Thermografie der InfraTec

Möchten Sie mehr erfahren?

Nicht selten sind Aufgabenstellungen mit besonderen Anforderungen verknüpft. Besprechen Sie gemeinsam mit unseren Spezialisten Ihre konkrete Anwendung, erhalten Sie weiterführende technische Informationen oder lernen Sie unsere Zusatzdienstleistungen kennen.

InfraTec Deutschland
InfraTec GmbH Infrarotsensorik und MesstechnikGostritzer Straße 61 - 6301217 DresdenDEUTSCHLAND

Tempe­ra­tur­un­ter­schiede von nur wenigen Milli­kelvin klar bestimmen

Generell hat die Thermografie inzwischen einen festen Platz bei Anwendungen innerhalb der Elektronik und Elektrotechnik gefunden. Gründe dafür sind etwa die Trends hin zu ständig kleineren, aber gleichzeitig leistungsfähigeren Bauteilen, die mit immer niedrigeren Versorgungsspannungen betrieben werden. Geringere elektrische Leistungsaufnahme geht in der Regel mit geringeren Temperaturänderungen einher, aus denen sich ggf. auftretende Fehler analysieren lassen. Thermografiekameras mit exzellenten thermischen Auflösungen bis < 20 mK im Echtzeitbetrieb werden diesen Anforderungen bereits grundlegend gerecht. Bei bestimmten Messaufgaben genügt das allein jedoch noch nicht. Zusätzlich ist dann das Verfahren der Lock-In-Thermografie notwendig, um geringste Temperaturunterschiede zu detektieren. Durch periodische Anregung lassen sich damit Prüfobjekte zerstörungsfrei auf Fehler und Unregelmäßigkeiten hin untersuchen. Die Messdauer bei der Anwendung des Lock-In-Verfahrens steigt mit der gewünschten Auflösung gegenüber einer Echtzeitmessung deutlich und kann mehrere Minuten betragen. Deshalb ist es besonders hilfreich, wenn solche Messungen mit einer großformatigen, geometrisch hochauflösenden Kamera „in einem Zug“ gemacht werden können.

Thermografie-Aufnahme einer Leiterplatte
Thermografie-Aufnahme einer Leiterplatte

Eine Kamera mit geringerer geometrischer Auflösung zwingt bei der lückenlosen Erfassung des Messobjektes dagegen zu vielfach wiederholten Messungen, zumal, wenn sich ein Fehler nicht immer sicher reproduzieren lässt. Das beim Kauf einer kostengünstigeren Kamera vermeintlich „gesparte“ Geld raubt dann dem Entwickler bei der Erprobung oder der Fertigung bei der Ausgangsprüfung sehr viel Zeit und kann im Resultat zu erheblich höheren Kosten führen.

Exzel­lente Abstim­mung von Wärme­bild­ka­mera, Ther­mo­grafie-Soft­ware und Peri­pherie

Besonderen Wert legt InfraTec auf das optimale Zusammenspiel zwischen Wärmebildkamera und Software. Mit Blick auf den Einsatz in der Elektronikfertigung bietet die Thermografie-Software IRBIS® 3 umfangreiche Funktionen, die die Nutzung passiver und aktiver Thermografieverfahren unterstützen. Dazu zählt beispielsweise der Vergleich zwischen aktuellen Thermografie-Bildern und einem Referenzbild sowie bei Lock-In-Thermografie die Darstellung von Amplituden und Phasenbildern mit einstellbaren Parametern. So lassen sich Fehler zielsicher erkennen und deutlich darstellen.

Für thermografische Messungen an Leiterplatten und Hybrid-Baugruppen hält die IRBIS® 3 ebenfalls eine zugeschnittene Lösung bereit. Eine große Herausforderung bei derartigen Messobjekten erwächst aus der Fülle der verwendeten Bauelemente. Diese bestehen wiederum aus einer Vielzahl von Materialien, wie verschiedenen Metallen, Keramiken und Kunststoffen, die jeweils ganz unterschiedliche Oberflächeneigenschaften aufweisen.

InfraTec thermography software IRBIS 3
Thermografie-Software IRBIS 3 von InfraTec

Für eine präzise Temperaturmessung ist der Emissionsgrad des jeweiligen Materials an der Oberfläche von besonderer Bedeutung. Mit der Software IRBIS® 3 lässt sich der Emissionsgrad für jedes einzelne Pixel sowohl bestimmen als auch einstellen und damit die gemessene Temperatur unter der Berücksichtigung des Emissionsgrades und der Umgebungstemperatur automatisch korrigieren. Zum Einsatz kommen hierfür sowie für die Berücksichtigung weiterer Einflussfaktoren verschiedene Korrekturmodelle. Diese bilden die jeweilige Messsituation so nach, dass alle das Messergebnis beeinflussenden Faktoren, wie die Strahlung aus der Umgebung, verwendete Fenster oder Dämpfungseigenschaften der Messstrecke, berücksichtigt werden. Auf diese Weise kann der Anwender sicherstellen, dass er bei Einhaltung der entsprechenden Bedingungen stets exakte Temperaturmessergebnisse erzielt.

Optiken

Das umfangreiche Sortiment an hochwertigen Präzisions- Wechseloptiken ermöglicht die Anpassung der Bildfeldgeometrie an nahezu jede Messsituation:

  • Weitwinkel-, Normal- und Teleobjektive

  • Close-Up-Makrovorsätze

  • Mikroskopobjektive

  • Solid Immersion Lenses (SIL)

Zubehör

Neben den Optiken können Anwender aus einer Vielzahl an Zubehörkomponenten wählen:

  • Anregungseinheiten für die Aktiv-Thermografie

  • Zwei-Achs-Positionierungssysteme

  • X-Y-Messtische

  • Motorische Mikroskopstative

Stativsystem für Wärmebildkameras

Veröf­fent­li­chungen unserer Kunden

Transiente Methoden der Infrarot-Thermografie zur zerstörungsfreien Fehleranalytik in der mikroelektronischen Aufbau- und Verbindungstechnik; M. Eng. Daniel May, Technische Universität Chemnitz

A reference-free micro defect visualization using pulse laser scanning thermography and image processing, Jinyeol Yang et al., Samsung Electronics, Asan

Thermografiekamera: ImageIR® 8320

Modeling and Fabrication of Pt Micro–Heaters Built on Alumina Substrate, Sasa Toskov et al., Vienna University of Technology

Thermografiekamera: ImageIR® 8300

Lanthanide-doped glasses as frequency-converter for high-power LED applications, Stefan Schweizer et al., South Westphalia University of Applied Sciences

Thermografiekamera: ImageIR® 8300

Temperature gradients in microelectrode measurements: Relevance and solutions for studies of SOFC electrode materials, T.M. Huber et al., Vienna University of Technology

Thermografiekamera: ImageIR® 9300

Microheater based on magnetic nanoparticle embedded PDMS, Jeong Ah Kim et al., Seoul National University

Thermografiekamera: VarioCAM® Series

Piezoelectric Response of Polycrystalline Silicon-Doped Hafnium Oxide Thin Films Determined by Rapid Temperature Cycles, Clemens Mart et al., Infineon Technologies

Lock-in Ther­mo­graphy for analy­zing solar cells and failure analysis in other elec­tronic compo­n­ents, Otwin Breitenstein, Steffen Sturm, Max Planck Institute Halle

Thermography Automation System: PV-LIT

Verwandte Bran­chen und Anwen­dungs­ge­biete

Aktiv-Thermografie - Bildnachweis: © Rainer / Fotolia.com

Aktiv-Ther­mo­grafie

Nutzen Sie die aktive Thermografie zur zerstörungsfreien und berührungslosen Werkstoffprüfung, sowohl für automatisierte Inline- als auch Offline-Lösungen.

Microthermografie

Mikro­ther­mo­grafie

Die Mikrothermografie ermöglicht die thermische Analyse kleinster Strukturen im µm-Bereich und somit eine detaillierte Darstellung der Temperaturverteilung auf komplexen elektronischen Baugruppen.

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