近年來,非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)焦平(ping)面(mian)(mian)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)因其(qi)(qi)優越的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)而受到重視。隨著其(qi)(qi)廣泛(fan)(fan)的(de)(de)(de)應用(yong),各領(ling)域(yu)對非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)焦平(ping)面(mian)(mian)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)也(ye)不斷提高(gao)。在(zai)外(wai)(wai)(wai)界(jie)需求(qiu)的(de)(de)(de)刺激之(zhi)(zhi)下(xia),非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)從幾十年前(qian)的(de)(de)(de)誕生到目(mu)前(qian)的(de)(de)(de)廣泛(fan)(fan)應用(yong),經歷了(le)無數次的(de)(de)(de)改(gai)進和性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)提高(gao)。與此同時,對探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)低成(cheng)本(ben)(ben)要(yao)求(qiu),使探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)封裝(zhuang)成(cheng)本(ben)(ben)也(ye)成(cheng)為(wei)了(le)必須考慮的(de)(de)(de)因素。所以,封裝(zhuang)前(qian)的(de)(de)(de)選(xuan)片(pian)(pian)(pian)(pian)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)成(cheng)為(wei)了(le)一(yi)個研(yan)究(jiu)熱點。本(ben)(ben)文正是基于此熱點展開的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu),在(zai)分析非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)焦平(ping)面(mian)(mian)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)技術的(de)(de)(de)國內(nei)外(wai)(wai)(wai)發(fa)展以及研(yan)究(jiu)動態之(zhi)(zhi)后,提出了(le)一(yi)套基于真空(kong)探針臺的(de)(de)(de)紅外(wai)(wai)(wai)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)自動測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)的(de)(de)(de)方案。該自動測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi)系(xi)統可對非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)芯片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)各項參數進行(xing)測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi),并在(zai)高(gao)真空(kong)的(de)(de)(de)條件下(xia)完成(cheng)芯片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)響應率測(ce)(ce)(ce)試(shi)(shi),從而對芯片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)進行(xing)評估,為(wei)非制(zhi)冷(leng)(leng)紅外(wai)(wai)(wai)探測(ce)(ce)(ce)器(qi)(qi)芯片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)(de)封裝(zhuang)提供(gong)選(xuan)片(pian)(pian)(pian)(pian)依(yi)據。本(ben)(ben)論文的(de)(de)(de)主要(yao)研(yan)究(jiu)內(nei)容包(bao)括三個方面(mian)(mian)。

(1)硬(ying)件測試(shi)電(dian)(dian)路的設(she)計:該部分主(zhu)要為(wei)芯(xin)片的測試(shi)提供驅(qu)動(dong)(dong)電(dian)(dian)壓(ya)(ya)和時序激勵,同時完成像元(yuan)響應電(dian)(dian)壓(ya)(ya)信號的采集(ji)(ji)與(yu)處理,同時在(zai)數據采集(ji)(ji)部分設(she)計有單端轉差分網絡,消除共(gong)模噪聲的同時還可以增強模擬電(dian)(dian)壓(ya)(ya)信號的驅(qu)動(dong)(dong)能力。

(2)真(zhen)空探針(zhen)(zhen)臺(tai)探針(zhen)(zhen)卡(ka)的設計(ji):對(dui)于不同陣列的探測器芯(xin)片,本(ben)文中設計(ji)有與之相對(dui)應的測試探針(zhen)(zhen)卡(ka),同時將偏置電壓的產生電路直接集(ji)成于測試探針(zhen)(zhen)卡(ka)上,偏置電壓可(ke)通過探針(zhen)(zhen)直接偏置到芯(xin)片上,避免模擬信號傳輸過程(cheng)中受到的干擾(rao)。

(3)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系統自動(dong)控(kong)制(zhi)的(de)實(shi)現:本設計基于(yu)VC++的(de)開發平臺,通(tong)過(guo)RS232協議控(kong)制(zhi)真空探(tan)(tan)針臺和(he)基于(yu)FPGA的(de)測(ce)試(shi)(shi)(shi)電路(lu)模塊,并(bing)使用Matlab完成測(ce)試(shi)(shi)(shi)數據的(de)處理和(he)分析,終實(shi)現對(dui)(dui)320×240和(he)384×288系列芯(xin)片(pian)(pian)(pian)的(de)自動(dong)選片(pian)(pian)(pian)測(ce)試(shi)(shi)(shi)。該自動(dong)測(ce)試(shi)(shi)(shi)系統實(shi)現了對(dui)(dui)非制(zhi)冷紅外(wai)(wai)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)晶(jing)圓和(he)單片(pian)(pian)(pian)的(de)自動(dong)測(ce)試(shi)(shi)(shi),通(tong)過(guo)響應率、噪聲等(deng)相(xiang)關參數的(de)測(ce)試(shi)(shi)(shi)結(jie)果完成對(dui)(dui)被(bei)測(ce)芯(xin)片(pian)(pian)(pian)整體(ti)性(xing)能的(de)評估,并(bing)將測(ce)試(shi)(shi)(shi)結(jie)果以(yi)測(ce)試(shi)(shi)(shi)報(bao)告和(he)wafermap的(de)形式展示出來。此(ci)測(ce)試(shi)(shi)(shi)結(jie)果作(zuo)為(wei)封裝之前芯(xin)片(pian)(pian)(pian)選片(pian)(pian)(pian)的(de)重要依(yi)據,極大(da)的(de)縮(suo)小了紅外(wai)(wai)探(tan)(tan)測(ce)器(qi)的(de)測(ce)試(shi)(shi)(shi)時間和(he)封裝成本。