Файл: Данилин Н.С. Теория и методы неразрушающего инфракрасного контроля радиоэлектронных схем.pdf

Поскольку излучение фона является помехой, то соотношение сигнал—помеха на входе ИК приемника грубо можно характери­ зовать формулой

ф /ц (S) d S

решимости до размеров цели. При очень малой пространственной разрешимости этот выигрыш будет уменьшаться за счет неравно­ мерного распределения теплового поля по поверхности цели и за счет флюктуации ИК излучения. Отсюда следует, что оптималь­ ной пространственной разрешимостью будет такая разрешимость, когда большая ось эллипса элемента разложения будет равна ми­ нимальному размеру цели.

Для различия двух стоящих рядом элементов, ввиду интегри­ рующего свойства ИК приемника по отношению к распределению

размерам элементов.

На основании {30] размеры элементов и минимальное расстоя­ ние между ними равно 0,2 мм, значит пространственная разреши­

R— расстояние от чувствительного элемента до контроль­ ной интегральной схемы.

Так как прием ИК излучения от поверхности платы происхо­ дит в одной точке пространства, то при сканировании диаграммы направленности по поверхности контролируемой интегральной схемы будет наблюдаться эффект ослабления потока ИК излуче­ ния от краев по сравнению с потоком ИК излучения от центра платы.

Угол сканирования системы можно получить из выражения для приращения расстояния от чувствительного элемента, разме-

75

Инфракрасный профиль определяется сканированием поверх­ ности ИК радиометром одновременно с тепловым возбуждением платы, необходимым для создания превышения температуры ДТ (связанного с наличием +AR) над температурой окружающей среды Т0 и установившейся температурой поверхности многослой­ ной печатной платы 7\.

Результат инфракрасного сканирования определяется чувстви­ тельностью А \Fmin инфракрасного радиометра и характеристика­ ми теплового поля печатной платы, зависящими от параметров теплового возбуждения Р и физических свойств элементов платы (С, G) в точках сканирования Л',, л\„. . ., л'п; у и у , ......._v„. Подразу­ мевается, что фокальная плоскость радиометра совпадает с плос­

е— эмиссионная способность площадки;

Т— температура поверхности платы, К;

AS — площадь визируемой поверхности, мм2;

ра инфракрасных лучей, пороговая чувствительность которого [30J

где W — пороговая чувствительность детектора; тр — постоянная времени радиометра.

В общем случае тепловой режим платы можно описать диффе­ ренциальным уравнением теплопроводности Фурье:

77

Для стационарного теплового режима и совмещения фокальной плоскости радиометра с поверхностью платы дифференциальное уравнение теплопроводности принимает вид

Дефекты, вызывающие существенное изменение мощности рас­

ма, когда теплоотвод в окружающую дефектный участок среду не

При постоянной времени столбика, например, 1 с, измерение потока излучения должно быть 0,1 с. При линейном разрешении инфракрасного радиометра 1 мм печатная плата площадью 200x100 мм образует 2104 элементов разложения, тогда постоян­ ная времени радиометра должна быть равна

5 ^ = 5 . 1 ° - с,

а чувствительность радиометра, имеющего постоянную времени

1 с, должна быть улучшена в "J/5-10-5 раз, если учесть, что чув­ ствительность радиометра связана с линейным разрешением и постоянной времени соотношением

78

где А Г — приращение температуры перегретого участка цепи

Процесс контроля в стационарном режиме печатной платы ха­ рактеризуется постоянством возбуждающего тока I=const и

Таким образом, инфракрасный контроль удовлетворяет требо­ ваниям точности контроля поперечного сечения печатных провод­ ников.

Основной задачей, с решением которой неизбежно приходится сталкиваться при внедрении инфракрасного контроля многослой­ ных печатных плат, является определение чувствительности мето­ да к обнаружению скрытых дефектов многослойной платы.

Следует отметить, что методика аналитического расчета эле­ ментов печатных плат разработана [23]. Тем не менее применение такой методики для определения параметров дефектов, вызываю­ щих минимальное обнаружимое превышение температуры, не дает требуемой точности. По известной методике с достаточной степенью точности можно определить лишь распределение темпе­ ратуры проводников, работающих в тяжелом , тепловом режиме, учитывая крайние граничные условия.

79