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Jul 23, 2023

System Plus analizza il microbolometro più piccolo al mondo

Inizialmente focalizzate sul mercato militare, le vendite di termocamere non raffreddate sono cresciute in modo significativo grazie alla sostanziale riduzione dei costi dei microbolometri e alla crescente adozione nei mercati commerciali,

Inizialmente focalizzate sul mercato militare, le vendite di termocamere non raffreddate sono cresciute in modo significativo grazie alla sostanziale riduzione dei costi dei microbolometri e alla crescente adozione nei mercati commerciali, tra cui la termografia, le applicazioni automobilistiche e di sorveglianza. La società di ricerche di mercato e consulenza strategica Yole Développement (Yole) ha confermato questa crescita lo scorso luglio: Yole ha infatti annunciato un CAGR del +25% tra il 2014 e il 2019 nel suo rapporto sull'imaging a infrarossi, Uncooled Infrared Imaging Technology & Market (Ed. luglio 2014).

In questo rapporto, gli analisti di Yole hanno evidenziato anche le applicazioni consumer: questo mercato è passato a una nuova fase di crescita nel 2013-2014. In questo contesto, FLIR ha introdotto nel 2014 due tecnologie dirompenti: il core LEPTON e il plug-in per smartphone FLIR ONE. "Un numero elevato di prenotazioni pre-release per FLIR ONE (più di 30.000 unità nel luglio 2014) conferma già il successo commerciale di questa innovazione", afferma Yole.

System Plus Consulting (System Plus), una società sorella di Yole, specializzata in tecnologie e componenti elettronici e analisi dei costi dei sistemi, ha esaminato i nuovi prodotti FLIR e propone oggi un'analisi di smontaggio completa, intitolata FLIR Systems FLIR ONE & LEPTON Consumer Thermal Imager con Microbolometro . Il report di System Plus descrive in dettaglio la distinta base (BOM), il flusso del processo di produzione e la relativa analisi dei costi, l'evoluzione della catena di fornitura e un confronto con la termocamera a infrarossi FLIR i7 e i sensori microbolometrici.

FLIR è il più grande produttore mondiale di termocamere IR a onde lunghe (LWIR) e principale fornitore di microbolometri, e come tale guida la guerra dei prezzi nel mercato commerciale. "La strategia di FLIR è acquisire la leadership in termini di volume in più mercati, realizzare economie di scala e ridurre ulteriormente i prezzi", spiega Michel Allain, CEO di System Plus, la società di reverse costing & engineering. "Per raggiungere questo obiettivo sfrutta un modello di business integrato verticalmente e una struttura fabless, con la produzione subappaltata a ON Semiconductor", aggiunge.

FLIR ha inoltre rafforzato questa strategia acquisendo il business degli imager IR di Indigo System nel 2004 e la divisione Digital Optics wafer-level optics (WLO) di Tessera nel 2013.

Quest'anno l'azienda ha rilasciato due soluzioni innovative: il core Lepton e il plug-in per smartphone FLIR ONE.

Collegata al retro di un iPhone 5 o 5S, FLIR ONE è la prima termocamera consumer dotata di tecnologia LWIR. Contiene una fotocamera VGA visibile (640x480) e una fotocamera termica che forniscono immagini miscelate utilizzando la tecnologia FLIR MSX.

La termocamera utilizza il nuovo nucleo Lepton di FLIR, i cui costi sono stati ridotti in ogni suo elemento. Il componente più costoso, il sensore, è un microbolometro all'ossido di vanadio (VOx) non raffreddato con una risoluzione di 80x60 pixel con una dimensione di pixel di 17μm. VOx fornisce un coefficiente di resistenza alla temperatura elevato (TCR) e un basso rumore 1/f, con conseguente eccellente sensibilità termica e uniformità stabile. La matrice del microbolometro viene cresciuta monoliticamente sopra un circuito integrato di lettura (ROIC) per comprendere la matrice del piano focale (FPA) completa. Una finestra rivestita antiriflesso (AR) è incollata sopra l'array di sensori tramite un processo di confezionamento a livello di wafer (WLP), incapsulando l'array sotto vuoto. Lo scopo del vuoto è fornire un'elevata resistenza termica tra gli elementi del microbolometro e il substrato ROIC, consentendo la massima variazione di temperatura in risposta alla radiazione incidente.

L'elettronica del sistema che riceve ed elabora il segnale è un dispositivo ASIC (circuito integrato specifico per l'applicazione personalizzata) montato in un flip-chip sul substrato. Il WLO di Digital Optics apporta una parte importante della riduzione dei costi. Le lenti in silicio sono realizzate a livello wafer con processi di litografia e incisione. La riduzione finale dei costi deriva dall'alloggiamento centrale, che è un dispositivo interconnesso stampato tridimensionale (3D - MID). L'incorporazione di uno schema circuitale conduttivo all'interno dell'alloggiamento fornisce la messa a terra e consente a FLIR di integrare un sensore di temperatura. "Grazie alla sua forte integrazione a livello di core con l'innovativo WLO, il wafer-level packaging (WLP) e l'utilizzo di ASIC personalizzati, FLIR Lepton è il core per termocamera basato su microbolometro più piccolo al mondo", commenta Romain Fraux, Project Manager, MEMS Dispositivi, circuiti integrati e packaging avanzato, System Plus.