Instrumentación - Cámaras termograficas
Distribución de calor en PCB: uso de imágenes termográficas para obtener resultados más precisos Artículo cedido por RS Components
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La generación y disipación de calor ha sido desde hace tiempo una de las mayores preocupaciones de diseñadores y productores de placas de circuito impreso (PCB). A medida que los fabricantes obtienen mayor rendimiento de una superficie cada vez menor, las altas temperaturas pueden provocar problemas en componentes, circuitos y materiales de la base. Las altas temperaturas por pérdidas resistivas que pueden ampliarse en entornos difíciles pueden afectar a las propiedades eléctricas, como la impedancia, y provocar un comportamiento impredecible del diseño del circuito. Las distintas tasas de expansión térmica de los componentes y la PCB generarán tensiones de tracción y de corte y, en el caso del ciclo térmico, fatiga, fragilidad y fallos. Si la temperatura es lo suficientemente alta, los sustratos y componentes pueden fundirse o incluso quemarse. Como el calor puede ser muy dañino para las placas de circuitos y los componentes, se han desarrollado métodos para identificar y medir los puntos conflictivos en las placas de circuitos impresos. Los métodos principales de medida del calor se dividen en dos grupos: con y sin contacto. La medición con contac-
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to requiere el uso de sondas o el montaje de termopares. Las propias sondas pueden afectar a la lectura de la temperatura, ya que a menudo tienen una masa térmica mayor que los componentes que comprueban, por lo que la lectura es inexacta. Cuando se utilizan sondas para comprobar componentes con una masa térmica reducida, contribuyen a disipar el calor. Esto se debe a que miden la temperatura específica del calor transferido y no la temperatura del componente cuando está funcio-
nando. La precisión de las temperaturas que se miden con sonda es aún más problemática cuando la placa se basa en la convección forzada. Los termopares también presentan desventajas, ya que primero hay que saber dónde montarlos. Si no se sabe dónde están los puntos problemáticos, una comprobación correcta requerirá el montaje de decenas de sensores en la placa. Una tarea realmente complicada. Las cámaras de infrarrojos ofrecen ventajas importantes respecto a las técnicas de medida por contacto tradicionales. Las imágenes termográficas de infrarrojos son las únicas con las que se obtienen datos fiables en condiciones de funcionamiento normales. Las cámaras de infrarrojos pueden influir significativamente en la producción de placas de circuitos impresos, tanto en el diseño como en las pruebas de producción. Otros aspectos importantes a la hora de pensar en invertir en equipos termográficos son el ahorro de tiempo y la capacidad de las imágenes termográficas para ofrecer una visión de conjunto en comparación con los temopares. Además de optimizar los circuitos, los diseñadores pueden
REE • Octubre 2017