Evaluation of uncertainty in infrared thermographie measurements of microcircuits

• Autorzy: Wałach T.

Warianty tytułu

PL

Ocena niepewności pomiarów termograficznych mikroukładów w podczerwieni

• Konferencja: 31 International Conference and Exhibition IMAPS Poland 2007 ; 23-26.09.2007 ; Rzeszów - Krasiczyn, Poland
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In accordance with the guide to the expression of uncertainty in measurement published by International Organization for Standardization, measurement results should be presented together with their uncertainties (especially it concerns companies and organisations that have been certified to be in conformance with the ISO 9000 and EN 45000 standards). In temperature measurements, also in electronics, infrared cameras are very often used. In the case of these instruments temperature measurements must usually be preceded by emissivity measurements. In electronics the two typical emissivity measurement methods are used. A diagram of the typical measurement system used in emissivity and temperature measurements of electronic microcircuits and a number of factors influencing the uncertainty of these measurements together with methods of compensation for these influences are presented and discussed in the paper. An analysis shows that the uncertainty of emissivity measurement should be minimized when high temperatures are measured. Owing to the limited length of the paper, only a procedure for calculation of the relative combined standard uncertainty of emissivity measurement has been proposed, but this procedure can also be used in temperature measurements.

PL

Zgodnie z przewodnikiem ISO, wyniki pomiarów powinny być przedstawiane razem z niepewnością tych pomiarów (szczególnie dotyczy to firm i organizacji posiadających certyfikaty zgodności z normami ISO 9000 oraz EN 45000). W pomiarach temperatury, również w elektronice, bardzo często używane są kamery pracujące w podczerwieni. Wtedy pomiary temperatury muszą zwykle być poprzedzone pomiarami emisyjności. Przedstawiono schemat blokowy typowego układu pomiarowego stosowanego w pomiarach emisyjności i temperatury mikroukładów, oraz wiele czynników wpływających na niepewność tych pomiarów wraz ze sposobami kompensowania tych wpływów. Analiza pokazuje, że niepewność pomiaru emisyjności powinna być minimalizowana podczas pomiaru wysokiej temperatury. Zaproponowano procedurę obliczania względnej złożonej niepewności standardowej pomiaru emisyjności, lecz procedura ta może być również zastosowana w przypadku pomiaru temperatury. Wyniki obliczeń pozwalają ocenić ogólnie niepewność pomiaru emisyjności, a także określić warunki otrzymywania małych wartości tej niepewności.

Słowa kluczowe

EN

infrared; measurement; uncertainty; temperature; emissivity; electronics

PL

podczerwień; pomiar; niepewność pomiarów; temperatura; emisyjność; elektronika

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 48, nr 12
• Strony: 37--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wałach T.

• Rzeszów University of Technology, Dept. of Electronic and Telecommunication Systems

Bibliografia

• [1] Webb P. W.: Thermal imaging of electronic devices with low surface emissivity, IEE Proceedings - G, vol. 138, no. 3, 1991, pp. 390-400.
• [2] Ashauer M., Ende J., Glosch H., Haffner H., Hiltmann K.: Thermal Characterization of Microsystems by Means of High-Resolution Thermography, Collection of papers presented at the THERMINIC - Int. Workshop on Thermal Investigations of ICs and Microstructures, Grenoble, France, 1995, pp. 169-174.
• [3] New Thermal Imaging Software Promotes Greater Use of Infrared Thermography in Electronics Test and Measurements, AGEMA Infrared Systems AB, AG0922/K.
• [4] Wałach T.: Emissivity measurements on electronic microcircuits Measurement, 2007 (article is now available online).
• [5] Thermovision 900 Series. Users' Manual, AGEMA Infrared Systems AB, Pub. No. 556960 Ed.1.
• [6] Taylor B. N., Kuyatt C. E.: Guidelines for evaluating and ex pressing the uncertainty of NIST measurement results, NIS' Technical Note 1297, 1994 Edition.
• [7] Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM), International Organization for Standardization, 1995.
• [8] Chrzanowski K., Matyszkiel R.: Software package for uncertaint calculations of temperature measurements by using thermal cameras, Proc. of Eurotherm Seminar 64 - Quantitative InfraRed Thermography 5, Reims, France, 2000, pp. 97-102.
• [9] Chrzanowski K., Matyszkiel R.: Pakiet oprogramowania do odliczania niepewności pomiaru temperatury za pomocą kamer termowizyjnych. IV Konf. Termografia i termometria w podczerwieni, Łódź, 2000, pp. 282-287.
• [10] Rymarczyk Z.: Ocena wpływu błędu metody pomiaru na dokładność określenia temperatury za pomocą termografii, IV Konf. Termografia i termometria w podczerwieni (TTP), Łódź 2000, pp. 252-257.
• [11] Minkina W., Bąbka R.: Wpływ składowych błędów metody na błąd wskazania temperatury w oparciu o model pomiarowy kamer ThermaCAM PM595, V Konf. TTP, Ustroń, 2002, pp. 339-344.
• [12] Kaminski A., Jouglar J., Volle C ., Natalizio S., Vuillermoz P. L., Laugier A.: Non-destructive characterisation of defects in devices using infrared thermography, Microelectronics Journal 30, 1999, pp. 1137-1140.
• [13] Wallin B.: Solving temperature measurement problems in PCB inspection, Photonics Spectra, March 1990.
• [14] Boue C., Fournier D.: Cost-effective infrared thermography protocol for 40 µm spatial resolution quantitative microelectronc imaging, Infrared Physics & Technology 48, 2006, pp. 122-129.
• [15] Thermovision 900 Series, AGEMA Infrared Systems AB, Publication no. 556955, March 1991.
• [16] Hamrelius T.: Accurate temperature measurement in thermography, Proc. of the Eurotherm Seminar 27 - Quantitative Infrared Thermography, Chtenay - Malabry, France, 1992, pp. 39-45.
• [17] Wałach T.: Effect of non-uniform heating-up of hybrid microciruit on accuracy of emissivity measurements Proc. of the 23rd International Conference IMAPS - Poland, Kołobrzeg, 1999, pp. 351-355.
• [18] Thermovision 800 Series for Electronics, AGEMA Infrared Systems AB, folder.
• [19] Thermal Image Computer TIC-8000. Operating Manual, AGEMA Infrared Systems AB, Pub. no.556556883.
• [20] Meca F. J., Sanchez F. J., Sanchez P. M.: Calculation and optimisation of the maximum uncertainty in infrared temperature measurements taken in conditions of high uncertainty in the emissivity and environment radiation values, Infrared Physics & Technology 43, 2002, pp. 367-375.