基于真空探針臺的紅外焦平面自動(dòng)測試的關(guān)鍵技術(shù)研究

    紅外熱成像技術(shù)由于自身各種優(yōu)勢在軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景,因此備受各國重視,競相發(fā)展相關(guān)技術(shù)。

    由于國外對紅外熱成像技術(shù)的研究比較早,而我國在紅外熱成像技術(shù)領(lǐng)域起步較晚,所以差距很大。近年來(lái)我國在紅外熱成像技術(shù)的相關(guān)領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展,但很多方面還是遠遠落后于世界水平。

    因此,還需要加快紅外熱成像技術(shù)的研究。本課題以加快紅外熱成像技術(shù)的研究進(jìn)度、減小研究周期、提升研究效率,降低研究及生產(chǎn)成本為目標,以紅外熱成像系統的核心部分非制冷紅外焦平面為基礎,研究紅外焦平面封裝前自動(dòng)化測試的技術(shù)。

   提出了自動(dòng)化測試的方案及自動(dòng)測試中遇到的一些關(guān)鍵問(wèn)題,并對問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。

    本文首先介紹了紅外焦平面測試的基本理論。在其基礎上,以自動(dòng)化測試為目標,改進(jìn)了現有的基于半自動(dòng)真空探針臺的紅外焦平面測試系統硬件電路部分。設計了以USB芯片和FPGA芯片為基礎的硬件測試電路。通過(guò)對紅外焦平面測試的需求、鄭州科探真空探針臺程序控制及測試過(guò)程自動(dòng)化的深入研究,得到測試過(guò)程自動(dòng)化的一些方法、偏置電壓自動(dòng)調節方法及紅外焦平面芯片性能評價(jià)方法。從而在軟件方面設計了參數設置模塊、測試控制模塊、偏置電壓調節模塊、數據采集模塊、數據分析模塊、半自動(dòng)真空探 控制模塊等。

    其中測試控制模塊是軟件部分的核心模塊,包括三種測試模式,手動(dòng)測試模式、釋放前自動(dòng)測試模式及釋放后自動(dòng)測試模式,起著(zhù)對測試流程的整體控制作用?？刂颇K是測試軟件控制真空探針臺進(jìn)行測試的重要模塊,可以靈活地控制真空探針臺的載物臺、傳送橋、顯微鏡及黑體等多個(gè)組件。偏置電壓調節模塊和數據分析模塊是自動(dòng)測試中尋找紅外焦平面芯片偏置電壓及對紅外焦平面芯片性能評價(jià)的關(guān)鍵模塊。

    通過(guò)比較不同偏置電壓下紅外焦平面的性能參數,可以得到其工作的偏置電壓;通過(guò)對紅外焦平面偏置電壓下性能參數的比較,可以得出紅外焦平面芯片性能優(yōu)劣的評價(jià)。本課題研究實(shí)現了對640×512、384×288、320×240等陣列大小的氧化釩非制冷紅外焦平面陣列的封裝前自動(dòng)測試。通過(guò)對測試數據的分析可以得到壞點(diǎn)、非均勻性、噪聲、響應率、噪聲等效溫差等參數,從而評估芯片的性能。