Una termocamera per smartphone è in grado di rilevare le perdite nei circuiti stampati?

I circuiti stampati (PCB) sono ampiamente utilizzati in ogni tipo di dispositivo elettronico, dagli smartphone e dai laptop ai sistemi di controllo industriali e alle apparecchiature di potenza. Se un PCB presenta problemi di corrente di dispersione, ciò può causare surriscaldamento, funzionamento instabile, riduzione dell’efficienza o persino danni permanenti ai componenti elettronici.

Molti tecnici e appassionati di elettronica utilizzano ormai le termocamere degli smartphone per la ricerca dei guasti. Ma una termocamera da smartphone è davvero in grado di rilevare le dispersioni nei PCB?

La risposta è sì. In molti casi, può aiutare a identificare problemi legati alle dispersioni, quindi è fondamentale comprenderne le capacità.

Che cos’è la dispersione nei PCB?

Per dispersione nei PCB si intende solitamente il flusso di corrente elettrica tra conduttori, componenti o circuiti dove non dovrebbe fluire corrente.

Tra le cause più comuni figurano:

l Contaminazione da umidità

l Accumulo di polvere

l Danni all’isolamento

l Corrosione

l Saldature difettose

l Residui di flussante

l Degrado dei componenti elettronici

La corrente di dispersione genera tipicamente calore, poiché l’energia elettrica viene dissipata in aree non previste. La rilevabilità della corrente di dispersione dipende dalla quantità di potenza dissipata. Correnti di dispersione estremamente basse potrebbero non generare calore sufficiente per il rilevamento tramite termografia.

Questo aumento di temperatura offre l’opportunità di effettuare un’ispezione termografica.

Come funzionano le termocamere per smartphone

Le termocamere per smartphone utilizzano sensori a infrarossi per rilevare il calore emesso dagli oggetti.

Anziché misurare direttamente i segnali elettrici, visualizzano le differenze di temperatura sotto forma di immagini termiche.

Quando una dispersione nel PCB provoca un surriscaldamento anomalo, una termocamera può rivelare:

l Punti caldi localizzati

l Distribuzione non uniforme della temperatura

l Componenti surriscaldati

l Percorsi di conduzione termica anomali

Ciò rende la termocamera per smartphone un utile primo passo nella ricerca dei guasti sui circuiti stampati.

Rilevamento delle perdite di corrente tramite il calore anomalo

La termocamera per smartphone non è in grado di visualizzare direttamente la corrente di dispersione stessa.

Tuttavia, il calore prodotto dalla dispersione può solitamente essere rilevato.

Ad esempio, se la contaminazione su un PCB crea un percorso di dispersione tra i conduttori, la temperatura dell'area interessata potrebbe essere leggermente superiore a quella dei componenti circostanti.

La termocamera dello smartphone può aiutare i tecnici a identificare rapidamente le aree sospette che richiedono un'ulteriore ispezione.

Questo metodo è particolarmente utile per ispezionare i seguenti tipi di apparecchiature:

l Schede di alimentazione

l Schede di controllo industriali

l Elettronica di consumo

l Sistemi di gestione delle batterie

l Elettronica automobilistica

Identificazione dei componenti surriscaldati

Molti problemi di dispersione nei circuiti stampati (PCB) comportano, in ultima analisi, il funzionamento di determinati componenti a temperature superiori ai livelli normali.

La tecnologia di imaging termico aiuta a individuare i seguenti componenti:

l Regolatori di tensione

l Condensatori

l Chip integrati

l MOSFET

l Transistor di potenza

l Connettori

Una temperatura di funzionamento anormalmente elevata in un componente può indicare una corrente eccessiva o un problema di isolamento.

Anziché testare ogni componente singolarmente, i tecnici possono concentrare i propri sforzi sull’ispezione delle aree con le temperature più elevate.

Vantaggi dell’utilizzo delle termocamere per smartphone

Le termocamere portatili per smartphone offrono diversi vantaggi per la diagnostica dei circuiti stampati:

Rilevamento rapido

È possibile scansionare circuiti stampati di grandi dimensioni in pochi secondi.

Ispezione senza contatto

Non è richiesto alcun contatto fisico con i circuiti sotto tensione.

Risoluzione semplificata dei problemi

Le immagini termiche rivelano rapidamente le anomalie di temperatura.

Portabilità e praticità

I tecnici possono portare con sé il dispositivo per effettuare riparazioni in loco.

Questi vantaggi hanno determinato la crescente diffusione delle termocamere per smartphone nel settore della riparazione dei dispositivi elettronici.

Quando le termocamere per smartphone potrebbero non rilevare le perdite

Non tutti i problemi di dispersione sui circuiti stampati generano calore sufficiente da essere visibili a occhio nudo.

Le correnti di dispersione di basso livello possono:

l Provocare solo un aumento minimo della temperatura

l Verificarsi all’interno degli strati di una scheda multistrato

l Essere nascoste sotto i componenti

l Rimanere al di sotto della soglia di sensibilità termica della termocamera

In tali casi, potrebbero essere necessari altri strumenti di verifica.

Tra gli strumenti ausiliari più comuni figurano:

l Multimetro

l Tester di resistenza di isolamento

l Oscilloscopio

l Sonda di corrente

La termografia dovrebbe essere considerata un ausilio diagnostico piuttosto che un sostituto completo delle misurazioni elettriche.

Perché la risoluzione termica è fondamentale

Il livello di dettaglio delle immagini termiche è fondamentale durante l’ispezione dei circuiti stampati.

Le termocamere ad alta risoluzione degli smartphone offrono una visibilità più chiara di:

l Componenti elettronici di piccole dimensioni

l Tracce circuitali sottili

l Punti caldi di dimensioni minime

l Differenze di temperatura tra componenti adiacenti

Le termocamere ad alta risoluzione per smartphone, combinate con bassi valori di NETD, sono in grado di rivelare sottili variazioni di temperatura, migliorando la precisione nella localizzazione dei guasti durante l’ispezione dei PCB.

Nell’ispezione dei PCB, la qualità dell’immagine influisce in modo significativo sull’accuratezza diagnostica.

Migliori pratiche per l’ispezione termografica dei PCB

Per ottenere risultati di ispezione ottimali:

l Alimentare il PCB in condizioni operative normali

l Confrontare la scheda sospettata di essere difettosa con una scheda di cui è nota la funzionalità

l Ispezionare sia il lato superiore che quello inferiore del PCB

l Lasciare che la scheda raggiunga una temperatura di funzionamento stabile

l Utilizzare impostazioni di elevata sensibilità termica ogni volta che le condizioni lo consentono

Seguire queste procedure aiuta a identificare più efficacemente i modelli di calore anomali.

Conclusione

Una termocamera per smartphone è in grado di rilevare le dispersioni di corrente nei PCB? In molti casi, la risposta è sì. Sebbene le termocamere non possano visualizzare direttamente la corrente di dispersione, sono in grado di rilevare il calore prodotto dai guasti da dispersione.

Identificando i punti caldi, i componenti surriscaldati e le distribuzioni anomale della temperatura, le termocamere per smartphone utilizzate per l’ispezione dei PCB aiutano i tecnici a individuare più rapidamente potenziali problemi, riducendo così i tempi di risoluzione dei guasti. Per ottenere risultati ottimali, la tecnologia di imaging termico dovrebbe essere combinata con i metodi tradizionali di collaudo elettrico per confermare e risolvere con precisione i problemi di dispersione nei PCB.