[논문 리뷰] Contactless Thermal Characterization Method of PCB-s Using an IR Sensor Array

Gy. Bognár, V. Székely외 1명|arXiv (Cornell University)|2007. 11. 21.

Electronic Packaging and Soldering Technologies참고 문헌 5인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 적외선(IR) 센서 어레이를 사용하여 프린트 회로 기판(PCB)에 비접촉식으로 준실시간 열 특성 분석 방법을 제안한다. PCB에 가까이 위치한 센서가 열복사 에너지를 캡처함으로써, 서버 랙과 같은 환경에서 시스템 작동 중에도 현장에서 온도 맵핑이 가능하게 하여 기능에 영향을 주지 않는 비침습적 열 모니터링을 실현한다.

ABSTRACT

In this paper the feasibility study of an IR sensor card is presented. The methodology and the results of a quasi real-time thermal characterization tool and method for the temperature mapping of circuits and boards based on sensing the infrared radiation is introduced. With the proposed method the IR radiation-distribution of boards from the close proximity of the sensor card is monitored in quasi real-time. The proposed method is enabling in situ IR measurement among operating cards of a system e.g. in a rack.

연구 동기 및 목표

• 운영 중인 PCB에 대한 비침습적 준실시간 열 모니터링 방법 개발.
• 서버 랙과 같은 운영 시스템 내 전자 보드의 현장에서 온도 맵핑 가능.
• PCB에서 방출되는 적외선 복사 분포를 캡처하기 위해 IR 센서 카드의 타당성 평가.
• 물리적 접촉 없이도 시스템 정지 없이 준실시간 열 특성 분석 지원.

제안 방법

• PCB에 가까이 위치한 IR 센서 어레이는 보드가 방출하는 적외선 복사 에너지를 캡처한다.
• 센서 카드는 PCB의 적외선 복사 에너지의 공간 분포를 준실시간으로 모니터링한다.
• 센서 어레인지의 시야 범위 내에서 적외선 복사 강도 분석을 통해 열 맵핑을 구현한다.
• 이 방법은 정상적인 시스템 작동 중에도 지속적인 모니터링이 가능하여 실시간 열 진단을 지원한다.
• 기존 시스템 환경(예: 서버 랙)에 통합 가능하도록 설계되어 하드웨어 수정이 필요하지 않다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IR 센서 어레이는 정상 작동 중인 PCB에 대해 비접촉식 준실시간 열 맵핑을 가능하게 할 수 있는가?
• RQ2 시스템 환경에서 적외선 센서를 활용해 전자 보드의 현장에서 열 특성 분석을 수행하는 것이 가능한가?
• RQ3 IR 센서 어레이는 준실시간으로 PCB 표면의 열 변화를 얼마나 정확하게 캡처할 수 있는가?
• RQ4 제안된 방법은 기능에 영향을 주지 않고 서버 랙과 같은 운영 시스템에 통합 가능한가?

주요 결과

• IR 센서 어레이는 PCB에서 방출되는 적외선 복사 에너지의 공간 분포를 성공적으로 캡처하였다.
• 준실시간 열 특성 분석이 가능하여 시스템 작동 중 동적 모니터링이 가능하다.
• 현장 측정이 가능하여 시스템 정지나 물리적 접촉 없이도 열 맵핑이 가능하다.
• 서버 랙과 같은 운영 환경에 통합하기에 적합하여 지속적인 열 모니터링이 가능하다.