显微红外光学成像系统的设计_郭世苗.pdf

研究报告 生命科学仪器 200第68卷/ 12月刊 显微红外光学成像系统的设计 郭世苗，魏 臻，吴建东 （天津理工大学电子信息工程学院，天津 3003）84 摘要 红外热成像技术是现代影像学中的一门新兴技术。它与x射线、B超、CT、核磁共振等显像技术的成像原理 不同，它不主动发射任何射线，只是被动接受热源所发射出的红外线，经过处理后得到热源的影像。该技术的最 大特点是不用接触待测物体。因此，对于一些高危行业，如核工业中元器件的检测将变得非常容易。 本文所叙述的就是利用红外热像技术与显微技术的结合，制作一种红外显微镜。红外显微镜可以将出现故障的大规 模集成电路板中数以万计的微小元器件的影像传输到计算机中，经过计算机的分析，可以很容易地分析出具体故障 所在。因此，大范围电子元器件故障的快速检测将变得简单、快捷。 关键词 红外热像；显微技术；红外显微镜 引言 小、热分布及热稳定等特性。 电路板在通电时，各元器件相对于室温有一个 电子设备一旦出现故障，只有进行有效的元件 比较稳定的温度，因此，通过红外测温传感器对电 级维修，才能使其正常运行。随着电子技术的迅速发 路板上各元器件的分布温度进行有效的非接触测量， 展，被测试系统规模的不断扩大，大规模和超大规模 并将其数据输入计算机。然后，借助于处理软件把 集成电路的广泛使用，电路板上的元器件越来越密 这些元器件上的温度信息转换成伪彩色图像信息，通 集；并且由于电路复杂，使电路板上集成芯片 （IC） 过显示器提供给观察者。同时，建立同一电路板工 级故障的实时检测越来越困难。红外热像作为新兴 作时的标准热模式，并对电路板芯片若干故障现象进 的非接触式测试技术，用于电路板热故障实时检测 行试验。通过对实验结果的比较分析，确定传感器 时，不会因检测不慎而使元件受损，是一种有效的 测量值对各诊断元件的隶属度函数，并根据隶属度来 检测手段。同时，对电路板的可测性设计和测试连 确定故障元件。 接设备均无需提出额外要求，能在一次测试中提取 标准化的制定 实际应用时，红外在线监测结果 电路板上所有元器件的热像，并可进行多重故障诊 [1] 将受到设备运行情况和测试条件的影响而呈现不同的 断 。 结果，所以，必须把多个在任意条件下得到的结果 红外显微系统是利用被测物体发出的红外射线对 微小物体，如大规模集成电路板进行热成像，通过对 进行标准化处理，进行一定程度的统一，只有这 所提取热像的分析，达到检测被观察物体工作状况的 样，才有可能做到结果的唯一化。 目的。红外显微镜作为一种先进的测试仪器，已被广 故障的判断 为了克服目前电路板故障红外诊断 泛的应用于各种领域。目前，红外显微镜仅在部分发 中对故障判定的人为性和经验性的影响，应深入开展 达国家生产，且价格昂贵。国内的红