高精度温度采集技术研究及其板卡研发

发布时间：2021-05-08 21:24

　　精密加工、精密光学、半导体设备等领域对工作环境温度的稳定性提出了苛刻的要求。其中国产光刻机要求其工作环境温度控制精度达到±0.005℃,而国内并无满足此类需求的高精度温度测量及控制产品,光刻机研发过程极度依赖国外测温设备。基于此,本文主要研究高精度温度测量的核心技术并研发相应板卡。本文研究主要面向于半导体设备—28nm浸没式光刻机,用于浸没式光刻机高精度环境温度多点测量。高精度温度测量技术融合传感器技术、模拟测量技术、信号处理技术、电路设计等多种技术。本文首先根据总体需求,确立采集板卡需要的模块,研究了多种电阻式测温仪的原理,并详细设计了温度测量模块的原理方案。研究了高精度测温过程中的误差源:恒流源稳定性、A/D转换器非线性和转换系数、电路热电势、电路失调、共模干扰、电容介电吸收、电路噪声、电路误差漂移等。分析研究误差源的特性及其产生原因,并采用特殊采集方式和特殊电路消除误差源,采用的特殊技术有:双A/D同步采样、A/D交叉采样、恒流源倒向、三点测试、浮地测量。制定硬件系统框架,并对每个电路单元进行方案设计和元器件选型,选型结果经过计算验证精度满足需求,最后设计出一款高精度温度采集板卡... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：100 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题来源、研究目的及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 需求分析及方案设计
    2.1 高精度温度采集板卡总体需求
    2.2 多种电阻测温原理分析
    2.3 电阻测温模块方案确立
    2.4 电阻测温误差源分析
    2.5 误差控制技术研究
    2.6 硬件框架设计
    2.7 本章小结
3 高精度温度采集板卡硬件设计
    3.1 温度采集模块电路设计
    3.2 多通道切换电路设计
    3.3 通信模块电路设计
    3.4 主控模块电路设计
    3.5 系统电源电路设计
    3.6 测量不确定度计算
    3.7 系统PCB设计
    3.8 本章小结
4 高精度温度采集板卡软件设计
    4.1 系统软件总体设计
    4.2 高精度温度采集模块软件设计
    4.3 滤波算法设计
    4.4 本章小结
5 实验验证
    5.1 测试方法
    5.2 测试平台及其仿真
    5.3 实际测试结果
    5.4 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]全球集成电路设计和制造业的发展状况[J]. 王龙兴.  集成电路应用. 2019(03)
[2]2019年半导体产业发展前瞻[J]. 郑力.  中国电子商情(基础电子). 2019(Z1)
[3]超精密微小型复合加工机床精度稳定性研究现状[J]. 孙椰望,杨秋娟,曹也,刘佳慧,郑中鹏,刘彪,李启明.  制造技术与机床. 2019(01)
[4]STM32的W5500以太网通信模块快速实现方法[J]. 杨红波,朱磊,张博,鲁露.  单片机与嵌入式系统应用. 2018(08)
[5]关于差模和共模干扰的研究[J]. 张宏,邹凤华.  电子测试. 2018(14)
[6]面向24位ADC的抗混叠滤波器[J]. Guy Hoover.  中国集成电路. 2018(Z1)
[7]中国半导体设备业的状况研究[J]. 王龙兴.  集成电路应用. 2017(12)
[8]2016年中国集成电路芯片制造业的状况研究[J]. 王龙兴.  集成电路应用. 2017(10)
[9]基于STM32的快速嵌入式以太网接口[J]. 戚新建,章伟.  仪表技术与传感器. 2017(07)
[10]《中国制造2025》设定集成电路设备国产化目标[J].   电子工业专用设备. 2016(08)

硕士论文
[1]16位低功耗的Delta-Sigma调制器的设计与实现[D]. 周潇潇.哈尔滨工业大学 2017
[2]Delta-Sigma20ADC中级联数字滤波器的设计与实现[D]. 任潇潇.哈尔滨工业大学 2016
[3]多通道高精度测温存储系统的研究[D]. 王晓丹.中北大学 2015
[4]工业铂热电阻检定装置建立与保持研究[D]. 张红清.西安电子科技大学 2014
[5]恒温槽自动检测装置的研究[D]. 朱晨彬.上海交通大学 2014
[6]数据采集系统中数字滤波算法的研究[D]. 伍灵杰.北京林业大学 2010
[7]高精度恒温箱测控系统的优化设计[D]. 高峰.合肥工业大学 2010
[8]高精度多通道温度测量技术研究[D]. 薛清华.华中科技大学 2007



本文编号：3176022