在電子研發(fā)、維修和質(zhì)控領(lǐng)域，電路板上元器件的溫度是成為評估健康狀況、性能瓶頸和判斷潛在故障的一個非常重要的指標(biāo)。紅外測溫儀是一種非接觸、快速響應(yīng)的測溫工具，可以測量電路板元器件并且發(fā)揮重要作用。然而，測量一塊布滿各式封裝、材質(zhì)反光、且空間狹小的電路板，遠(yuǎn)非對準(zhǔn)即按那么簡單。它是一項要求操作者深刻理解測溫原理、電路特性并掌握嚴(yán)謹(jǐn)方法的精密任務(wù)，德國optris對此進(jìn)行簡單介紹：

1. 理解為何測量電路板如此特殊？

在開始測量前，我們必須認(rèn)清在此場景下遇到的獨特挑戰(zhàn)，這是實現(xiàn)精準(zhǔn)測量的第一步。

（1）目標(biāo)微小且密集：現(xiàn)代電子設(shè)備高度集成，電阻、電容、IC芯片、晶體管等元器件的尺寸可能僅有幾毫米甚至更小。它們緊密排列，這要求紅外測溫儀必須具備優(yōu)異的光學(xué)分辨率，才能將測量光斑精準(zhǔn)地覆蓋在目標(biāo)元件上，而非周圍的其他元件或焊盤。

表面發(fā)射率千差萬別：這是最大的誤差來源。電路板是一個發(fā)射率（ε）的大觀園：

（2）IC芯片封裝：發(fā)射率相對較高，通常在0.9左右，是比較理想的測量對象。

（3）光亮的金屬引腳/焊錫：發(fā)射率極低，可能在0.1-0.3之間，像一面鏡子，會強烈反射周圍環(huán)境的輻射。直接測量此類表面，讀出的溫度很可能是反射自操作者身體、燈光或窗戶的溫度，而非真實溫度。

（4）銅箔走線：氧化后的銅箔發(fā)射率會升高，但新的、光亮的銅箔發(fā)射率很低。

（5）陶瓷封裝：發(fā)射率較高，通常在0.8-0.9之間。

（6）強烈的反射與背景干擾：光亮的PCB板基材和元件表面會反射任何環(huán)境熱源。此外，鄰近的高功率元件會產(chǎn)生強烈的熱輻射，通過反射和熱傳導(dǎo)會影響對目標(biāo)元件的測量。

動態(tài)變化的溫度：電路板在通電瞬間、穩(wěn)定工作、滿載運行和休眠狀態(tài)下的溫度差異巨大。測溫并非一個靜態(tài)行為，而是一個需要捕捉變化的過程。

2. 測量前的精密準(zhǔn)備：設(shè)置與校準(zhǔn)

“工欲善其事，必先利其器”。在按下測量鍵前，請完成以下關(guān)鍵準(zhǔn)備工作：

（1）選擇合適的紅外測溫儀：

高距離系數(shù)比（D:S）： 這是首選指標(biāo)。例如，50:1的比率意味著在距離目標(biāo)50厘米處，測量光斑直徑僅為1厘米。對于精密電路板測量，建議選擇D:S不低于30:1的型號，80:1或更高則更佳。

（2）雙激光瞄準(zhǔn)或可視光瞄準(zhǔn)：單點激光可能無法準(zhǔn)確反映實際測量區(qū)域。雙激光瞄準(zhǔn)通過兩個激光點清晰地標(biāo)示出測量區(qū)域的邊界，能極大提升瞄準(zhǔn)精度。有些型號還提供通過攝像頭實現(xiàn)的真實可視光瞄準(zhǔn)，所見即所測。

（3）可調(diào)發(fā)射率與高精度：設(shè)備必須允許手動設(shè)置發(fā)射率，且測溫精度最好在±1.5°C或更高。

（4）響應(yīng)時間快：能夠捕捉溫度的快速變化。

（5）精確設(shè)定發(fā)射率（ε）：

查表法：參考標(biāo)準(zhǔn)的材料發(fā)射率表，對常見材質(zhì)進(jìn)行初步設(shè)置。

膠帶法：在無法確定發(fā)射率或表面反光嚴(yán)重時，這是黃金法則。取一小塊電工黑膠帶，緊密粘貼在待測元件表面。將測溫儀發(fā)射率設(shè)置為0.95，測量膠帶區(qū)域的溫度。此溫度即可視為該元件的真實表面溫度。

涂層法：使用專為高溫測量設(shè)計的啞光黑漆在元件表面涂一個薄層，然后以0.95的發(fā)射率進(jìn)行測量。此法適用于允許永久性標(biāo)記的研發(fā)場景。

環(huán)境準(zhǔn)備與電路板狀態(tài)設(shè)定：

穩(wěn)定環(huán)境：在無風(fēng)、遠(yuǎn)離陽光直射和空調(diào)出風(fēng)口的環(huán)境中進(jìn)行。

屏蔽反射：盡量避免在目標(biāo)反射路徑內(nèi)出現(xiàn)高溫物體?？梢試L試用低發(fā)射率的材料在元件周圍制作可以增加臨時遮光罩。

明確測試條件：確定你要測量的是電路板的何種狀態(tài)——靜態(tài)待機(jī)、滿載運行、還是一個特定故障模式下的溫度。

3. 實戰(zhàn)操作流程：

現(xiàn)在，讓我們開始實際的測量操作：

（1）步驟一：清潔與觀察。用無水酒精清潔電路板表面，去除灰塵和污漬，因為它們會改變發(fā)射率。仔細(xì)觀察電路板，識別出潛在的發(fā)熱大戶，如電源管理IC、功率晶體管、內(nèi)存芯片等。

（2）步驟二：安全距離測算。根據(jù)你的測溫儀距離系數(shù)比（D:S）和目標(biāo)元件大小，計算最佳測量距離。例如，你的測溫儀D:S為50:1，目標(biāo)是一個5mmx5mm的芯片。為確保光斑完全覆蓋芯片，你需要將光斑直徑控制在約4mm。那么最佳測量距離=50x4mm=200mm 。

（3）步驟三：開機(jī)與參數(shù)設(shè)置。開機(jī)，將發(fā)射率設(shè)置為根據(jù)上述方法確定的值。如果使用膠帶法，先設(shè)為0.95。

（4）步驟四：精準(zhǔn)瞄準(zhǔn)。使用雙激光點，確保整個待測元件都落在兩個激光點標(biāo)示的區(qū)域內(nèi)。保持儀器穩(wěn)定，垂直于被測表面。任何角度偏差都會增加反射和測量誤差。

步驟五：觸發(fā)與記錄。按下測量鍵。由于溫度可能動態(tài)變化，建議使用設(shè)備的最大値（MAX）保持功能。該功能會記錄下測量期間捕獲的最高溫度，這對于捕捉瞬間熱點極其有用。

（5）步驟六：多點測量與熱分布分析。不要只測一個點。對懷疑有問題的區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格化掃描，記錄多個關(guān)鍵點的溫度，從而勾勒出電路板的“熱分布圖”，這有助于定位異常發(fā)熱源和優(yōu)化散熱設(shè)計。

（6）步驟七：數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析。將測得的溫度數(shù)據(jù)與電路板的電氣參數(shù)和性能表現(xiàn)關(guān)聯(lián)起來，從而得出有工程意義的結(jié)論。

測量電路板元器件的溫度，從理解發(fā)射率的決定性影響，到選擇具備高距離系數(shù)比的合適工具，再到運用膠帶法等實用技巧進(jìn)行精確校準(zhǔn)，每一個環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。通過系統(tǒng)性地遵循德國optris所述的流程，可以讓紅外測溫儀從在預(yù)防故障、提升產(chǎn)品可靠性及加速故障排查的征程中，做出基于數(shù)據(jù)的、精準(zhǔn)的判斷。