基于真空探针台的红外焦平面自动测试的关键技术研究

发布时间：2017-10-01 23:07

  本文关键词：基于真空探针台的红外焦平面自动测试的关键技术研究

  更多相关文章： 红外焦平面 真空探针台 封装前测试 自动测试 性能评价

【摘要】：红外热成像技术由于自身各种优势在军事领域和民用领域有着广阔的应用前景,因此备受世界各国重视,竞相发展相关技术。由于国外对红外热成像技术的研究比较早,而我国在红外热成像技术领域起步较晚,所以差距很大。近年来我国在红外热成像技术的相关领域取得了一些进展,但很多方面还是远远落后于世界领先水平。因此,还需要加快红外热成像技术的研究。本课题以加快红外热成像技术的研究进度、减小研究周期、提升研究效率,降低研究及生产成本为目标,以红外热成像系统的核心部分非制冷红外焦平面为基础,研究红外焦平面封装前自动化测试的技术。提出了自动化测试的方案及自动测试中遇到的一些关键问题,并对问题进行了深入研究。本文首先介绍了红外焦平面测试的基本理论。在其基础上,以自动化测试为目标,改进了现有的基于半自动真空探针台的红外焦平面测试系统硬件电路部分。设计了以USB芯片和FPGA芯片为基础的硬件测试电路。通过对红外焦平面测试的需求、PAV200探针台程序控制及测试过程自动化的深入研究,得到测试过程自动化的一些方法、偏置电压自动调节方法及红外焦平面芯片性能评价方法。从而在软件方面设计了参数设置模块、测试控制模块、偏置电压调节模块、数据采集模块、数据分析模块、半自动真空探针台PAV200控制模块等。其中测试控制模块是软件部分的核心模块,包括三种测试模式,手动测试模式、释放前自动测试模式及释放后自动测试模式,起着对测试流程的整体控制作用。PAV200控制模块是测试软件控制真空探针台进行测试的重要模块,可以灵活地控制真空探针台的载物台、传送桥、显微镜及黑体等多个组件。偏置电压调节模块和数据分析模块是自动测试中寻找红外焦平面芯片最佳偏置电压及对红外焦平面芯片性能评价的关键模块。通过比较不同偏置电压下红外焦平面的性能参数,可以得到其工作的最佳偏置电压;通过对红外焦平面最佳偏置电压下性能参数的比较,可以得出红外焦平面芯片性能优劣的评价。本课题研究实现了对640×512、384×288、320×240等阵列大小的氧化钒非制冷红外焦平面阵列的封装前自动测试。通过对测试数据的分析可以得到坏点、非均匀性、噪声、响应率、噪声等效温差等参数,从而评估芯片的性能。
【关键词】：红外焦平面 真空探针台 封装前测试 自动测试 性能评价
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN219
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 红外焦平面研究现状及发展趋势11-13
• 1.2.1 红外焦平面研究现状11-12
• 1.2.2 红外焦平面发展趋势12-13
• 1.3 红外焦平面测试技术13-14
• 1.3.1 封装后测试13-14
• 1.3.2 封装前测试及像元级测试14
• 1.4 本课题的研究意义14-16
• 1.4.1 封装前测试14-15
• 1.4.2 自动化测试15-16
• 1.4.3 重要意义16
• 1.5 本论文的主要内容及结构安排16-18
• 第二章 红外焦平面自动测试技术的研究基础18-26
• 2.1 红外焦平面的工作原理18-21
• 2.1.1 红外敏感像元18-19
• 2.1.2 读出电路19-21
• 2.2 红外焦平面特性参数21-23
• 2.2.1 无效像元21-22
• 2.2.2 噪声22
• 2.2.3 响应率22-23
• 2.2.4 噪声等效温差23
• 2.2.5 动态范围23
• 2.3 红外焦平面自动测试系统整体结构23-25
• 2.3.1 红外焦平面自动测试的设计要求24
• 2.3.2 红外焦平面自动测试系统整体结构24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 红外焦平面自动测试系统硬件部分26-38
• 3.1 半自动真空探针台PAV20026-29
• 3.1.1 半自动真空探针台概述26-27
• 3.1.2 测试前探针台准备工作27-29
• 3.2 硬件电路部分29-34
• 3.2.1 高精度电源模块29-30
• 3.2.2 USB控制模块30-32
• 3.2.3 高精度低噪声的偏置电压模块32-33
• 3.2.4 FPGA数字激励模块33
• 3.2.5 模数转换模块33-34
• 3.2.6 接口电路模块34
• 3.3 数据采集部分34-35
• 3.4 硬件测试电路调试35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第四章 红外焦平面自动测试系统软件部分38-43
• 4.1 参数设置模块38-39
• 4.2 测试控制模块39
• 4.3 偏置电压调节模块39
• 4.4 数据采集模块39
• 4.5 数据分析模块39-40
• 4.6 PAV200控制模块40-41
• 4.6.1 各组件的控制40
• 4.6.2 GPIB接口40-41
• 4.7 软件各部分调试41-42
• 4.8 本章小结42-43
• 第五章 红外焦平面自动测试的关键技术43-53
• 5.1 测试流程及控制43-48
• 5.1.1 手动测试模式43-44
• 5.1.2 自动测试模式44-48
• 5.1.3 其他控制48
• 5.2 偏置电压调节48-49
• 5.3 红外焦平面性能判定49
• 5.4 自动测试结果分析49-52
• 5.4.1 自动测试结果展示49-51
• 5.4.2 自动测试结果分析51-52
• 5.5 本章小结52-53
• 第六章 总结与展望53-56
• 6.1 总结53-54
• 6.2 展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-60
• 附录60-73
• 攻读硕士学位期间取得的成果73-74

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