Piirilevyn emissiivisyyden vakiointi lämpökamerasovelluksiin

Abstract

Lämpökameroiden kehitys on mahdollistanut lämpökameroiden käytön myös erittäin pienien kohteiden tarkastelussa. Luotettava absoluuttisten lämpötilojen selvittäminen lämpökameralla vaatii, että tarkasteltavan kohteen emissiivisyys on kauttaaltaan vakio ja tunnettu. Käytännössä erilaisten materiaalipintojen emissiivisyyksissä on merkittäviä eroja, mikä aiheuttaa virheitä mittaustuloksiin.

Tutkimuksen tavoitteena oli löytää halpa ja käytännöllinen keino piirilevyn emissiivisyyden vakiointiin. Työssä kartoitettiin erilaisia pinnoitteita, joille tehtiin resistanssi-, impedanssi- sekä lämpökameramittaukset. Mittauksilla selvitettiin pinnoitteen soveltuvuus emissiivisyyden vakiointiin. Lisäksi tutustuttiin pintapuolisesti pinnoiteaineiden kemialliseen rakenteeseen, jotta saatiin peruskäsitys siitä, onko aineiden kemiallisella rakenteella merkitystä pinnoiteaineen emissiivisyyden vakiointikykyyn.

Tutkimustulosten perusteella tutkituista pinnoitteista parhaaksi todettiin talkkijauhe. Talkkipinnoitteella saatiin luotettavia mittaustuloksia. Tällä hetkellä pinnoitemenetelmää voidaan käyttää yksittäisten piirilevyjen testauksessa laboratorio-olosuhteissa. Tulevaisuudessa menetelmää voitaisiin soveltaa myös piirilevyjen tuotantolinjalle.

The high development of thermal camera technology has made it possible to use thermal cameras, when the inspected target is very small. If the absolute temperatures of components of PCB (printed circuit board) are to found out reliably, the emissivity of PCB has to be equal and known. In practice the different surfaces have different emissivities, which may cause errors in measuring the temperatures.

The aim of this study was to find out cost effective and practical method to equalize the emissivity of PCB surface. In this study the different coatings were tested with resistance-, impedance- and thermal camera measurements. With these measurements the coatings' suitability to equalize the emissivity of PCB surface was tested. Also the chemical structures of coatings were superficially examined in order to find out if the chemical structure has an effect to the equalization ability of the emissivity of the coating.

As a result of this study a new practical method to use thermal camera as design I support equipment was developed. Talcum powder was the best of the examined I coatings. At present this coating method is practical only in laboratory environment. In the future the method could be used at the PCB product line inspection as well.