電子發燒友網報道（文/李寧遠）在電子電路中，溫度一直是一個非常重要的參數，絕大多數器件的可靠性都和其溫度特性相關。哪怕是極其微小的器件溫度變化，都可能對電子電路的運行造成很大的影響，而過熱則很大概率引發主板故障。

由于黑體輻射的存在，任何物體都依據溫度的不同對外輻射，熱紅外成像通過熱紅外敏感CCD對物體進行成像，能反映出物體表面的溫度分布圖像。紅外熱像儀的引入，打開了溫度視覺的入口。

紅外熱成像背后的技術支持

紅外熱像儀的優劣從技術角度來說，主要集中在探測芯片、圖像算法和測溫算法三個層面。紅外熱像儀中的紅外芯片采用不同的熱敏材料制成，常見的有氧化釩（VOx）和非晶硅（α-Si）兩種材料。

紅外探測芯片一個很重要的指標是像元間距，該指標直接影響到成像儀可以實現的像素水準。目前市面上常用的紅外熱像儀普遍使用的紅外探測芯片像元間距是17μm。17μm可以說是兩種材料紅外探測芯片的分水嶺，因為在此像元間距下，氧化釩和非晶硅性價比是差不多的，氧化釩的高質量成像優勢但更貴，非晶硅成像能力弱但成本更低。

從17μm像元間距開始，基于非晶硅的紅外芯片成像質量就明顯落入下風，到12μm像元間距甚至更小的間距，則完全是氧化釩的天下。熱像儀的清晰程度本質上需要更小的像元間距作為支撐，在強大核芯的基礎上，配合高質量的圖像算法和測溫算法，才能準確地建立清晰的熱成像圖。

民用市場自然不可能追求技術領先不考慮成本，雖然更小像元間距的紅外芯片成本會更高，但廠商也有不少攤薄成本的辦法。例如艾睿光電在小像元間距上通過大批量產也在盡可能降低12μm、10μm和8μm芯片成本，高德紅外通過晶圓級封裝解決微型化和成本問題。

紅外熱成像解決電子電路檢測難題

紅外熱成像應用在電子行業中，可以用來實現集成電路檢測，如低壓電路板溫度檢測、高溫箱電路板設計檢測；實現半導體材料缺陷檢測，如太陽能電池板缺陷檢測、硅錠質量檢測；實現芯片級微距檢測，如LED芯片檢測；實現電子電氣設備檢測，如激光器質量檢測、光纖質量檢測。

以低壓電路板設計階段的檢測為例，設計人員需要對電路板中的電子元器件進行溫度檢測，觀察元器件的溫度負載情況，以保證電路板工作順利進行。此時電路上的故障一般分為短路、斷路和接觸不良這幾種情況。

在電路發生短路的過程中，電路板上肯定會有局部溫度過高的情況出現，斷路的話則會產生局部的溫度會比其他地方低的情況，所以利用這一點就很容易通過引入紅外熱像儀判斷電路的故障點。

紅外熱像儀直接顯示電路板上元器件溫度的分布情況，如果需要進一步確認，還能通過手動精準調焦，清晰地觀察高溫點故障元器件類別和位置。

材料缺陷檢測上，可以利用短波紅外光可以穿透半導體材料這一特性，使用0.9-1.7μm的紅外檢測硅晶圓、硅錠或晶片成品。電氣系統中的電源設備也可以通過這種非接觸的紅外對運行狀況進行監控，并在不影響原有溫度場的情況下提供清晰的電源、開關、散熱部分等部分的溫度場分布。

通過溫度數據、紅外熱圖對電路板狀況進行檢測分析，能夠了解芯片、電子元器件等各種電子設備的內部工作狀態，解決電子電路設計中的檢測難題。

小結

在電路研發設計中，引入紅外熱像儀，對電子電路功耗設計和研究、散熱效果分析、PCB布局優化、產品質量檢測等方面有著不小的助力，能夠有效提升產品研發成功率和產品的穩定性。