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Jul 23, 2023

System Plus analisa o menor microbolômetro do mundo

Inicialmente focadas no mercado militar, as vendas de câmeras térmicas não refrigeradas cresceram significativamente devido à redução substancial de custos de microbolômetros e à crescente adoção em mercados comerciais,

Inicialmente focadas no mercado militar, as vendas de câmeras térmicas não refrigeradas cresceram significativamente devido à redução substancial de custos de microbolômetros e à crescente adoção em mercados comerciais, incluindo termografia, aplicações automotivas e de vigilância. A empresa de pesquisa de mercado e consultoria estratégica Yole Développement (Yole) confirmou esse crescimento em julho passado: de fato, a Yole anunciou +25% CAGR entre 2014 e 2019 em seu relatório de imagem infravermelha, Uncooled Infrared Imaging Technology & Market (Ed. julho 2014).

Neste relatório, os analistas da Yole também destacaram as aplicações de consumo: este mercado passou para uma nova fase de crescimento em 2013-2014. Neste contexto, a FLIR introduziu em 2014, duas tecnologias disruptivas: o núcleo LEPTON e o plugin para smartphone FLIR ONE. “Um elevado número de reservas de pré-lançamento do FLIR ONE (mais de 30 mil unidades em julho de 2014) já confirma o sucesso comercial desta inovação”, afirma Yole.

A System Plus Consulting (System Plus), empresa irmã da Yole, especializada em tecnologia e análise de custos de sistemas e componentes eletrônicos, analisou os novos produtos da FLIR e propõe hoje uma análise de desmontagem completa, intitulada FLIR Systems FLIR ONE & LEPTON Consumer Thermal Imager with Microbolometer . O relatório do System Plus detalha a lista de materiais (BOM), o fluxo do processo de fabricação e a análise de custos relacionados, a evolução da cadeia de fornecimento e uma comparação com a câmera infravermelha FLIR i7 e sensores microbolômetros.

A FLIR é a maior fabricante mundial de câmeras IR de onda longa (LWIR) e principal fornecedora de microbolômetros e, como tal, impulsiona a guerra de preços no mercado comercial. “A estratégia da FLIR é assumir a liderança em volume em vários mercados, obter economias de escala e diminuir ainda mais os preços”, explica Michel Allain, CEO da System Plus, empresa de engenharia e custos reversos. “Para isso explora um modelo de negócio verticalmente integrado e uma estrutura fabless, com a produção subcontratada à ON Semiconductor”, acrescenta.

A FLIR também impulsionou essa estratégia ao adquirir o negócio de imagens IR da Indigo System em 2004 e a divisão de óptica de nível de wafer (WLO) da Digital Optics da Tessera em 2013.

Este ano, a empresa lançou duas soluções inovadoras: o núcleo Lepton e o plugin para smartphone FLIR ONE.

Conectada à parte traseira de um iPhone 5 ou 5S, a FLIR ONE é a primeira câmera térmica de consumo com tecnologia LWIR. Ele contém uma câmera VGA visível (640x480) e uma câmera térmica que fornece imagens mescladas usando a tecnologia FLIR MSX.

A câmera térmica utiliza o novo núcleo Lepton da FLIR, onde os custos foram reduzidos em todos os elementos. O componente mais caro, o sensor, é um microbolômetro de óxido de vanádio (VOx) não resfriado com resolução de 80x60 pixels e tamanho de pixel de 17μm. VOx fornece um coeficiente de resistência de alta temperatura (TCR) e baixo ruído 1/f, resultando em excelente sensibilidade térmica e uniformidade estável. A matriz de microbolômetros é cultivada monoliticamente no topo de um circuito integrado de leitura (ROIC) para compreender a matriz de plano focal completa (FPA). Uma janela revestida anti-reflexo (AR) é colada acima do conjunto de sensores por meio de um processo de empacotamento em nível de wafer (WLP), encapsulando o conjunto no vácuo. O objetivo do vácuo é fornecer alta resistência térmica entre os elementos do microbolômetro e o substrato ROIC, permitindo a máxima mudança de temperatura em resposta à radiação incidente.

A eletrônica do sistema que recebe e processa o sinal é um dispositivo de circuito integrado específico de aplicação personalizado (ASIC) montado em flip - chip no substrato. O WLO da Digital Optics traz uma parte importante da redução de custos. As lentes de silício são feitas em nível de wafer com processos de litografia e gravação. A redução final de custo vem do invólucro central, que é um dispositivo interconectado moldado tridimensional (3D - MID). A incorporação de um padrão de circuito condutivo dentro do invólucro fornece aterramento e permite que a FLIR integre um sensor de temperatura. “Graças à sua forte integração no nível central com WLO inovador, empacotamento em nível de wafer (WLP) e uso de ASIC personalizado, a FLIR Lepton é o menor núcleo de câmera de imagem térmica baseada em microbolômetro do mundo”, comenta Romain Fraux, gerente de projetos, MEMS Dispositivos, IC's e Embalagens Avançadas, System Plus.