CN109084903A - 红外焦平面探测器像元失效检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，所述检测方法包括：将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中，使所述待测红外焦平面探测器的芯片与测试杜瓦的冷头相对。根据本发明提出的检测方法，能够在红外焦平面探测器各个工艺步骤对红外焦平面探测器进行像元失效分析。
Description
技术领域
本发明涉及焦平面探测器检测领域，尤其涉及一种红外焦平面探测器像元失效检测方法。
背景技术
红外焦平面探测器又称红外焦平面器件，该红外焦平面探测器促进了红外技术应用的发展，使红外武器装备的性能大幅提高，已经应用于侦察、监视、精确制导、搜索跟踪和光电对抗等军事系统，成为先进光电武器系统的重要组成部分，同时在驾驶辅助、消防、安保、安全生产等民用领域也有广泛应用。
随着应用要求的逐步提高以及红外焦平面器件的焦平面阵列规模的扩大，像元失效已成为影响红外焦平面器件合格率的关键因素之一。采用红外焦平面测试系统对红外焦平面器件进行测试，并研究红外焦平面器件像元失效的原因，有利于采取针对性的措施减少像元失效，提高红外焦平面器件的性能和成品率。
由于红外焦平面器件采用背光照的方式收集光能量，只有把红外焦平面器件的芯片从背面减薄，使其在表面附近吸收光子，产生的光生载流子才能扩散到PN结区，产生光电流。
目前分析红外焦平面器件失效像元的方法是：将红外焦平面器件的芯片和读出电路互连后，然后经过灌胶、背面减薄(研磨、抛光、机械化学抛)后，再装配到测试杜瓦中，最后采用红外焦平面测试系统对焦平面器件进行测试、分析。
由于红外焦平面的芯片与读出电路在进行灌胶、背面减薄处理时，每一个步骤都有可能使得红外焦平面器件在制造过程中受到的应力超过产生位错的临界剪切应力，在红外焦平面器件中产生芯片与读出电路位错，从而引起像元失效。因此目前的红外焦平面器件失效像元分析方法，只能对经过红外焦平面器件的背面减薄后进行测试、分析，不能确定哪个工艺步骤(灌胶、研磨、抛光或机械化学抛)产生了新的位错，从而不能对像元失效问题进行准确定位和分析。
发明内容
本发明实施例提供一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，能够在红外焦平面探测器各个工艺步骤进行像元失效分析。
第一方面，本发明实施例提供一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，
将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中，使所述待测红外焦平面探测器的芯片与测试杜瓦的冷头相对。
可选地，本发明实施例中，所述待测红外焦平面探测器为：经芯片与读出电路互连后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路灌胶后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路背面减薄后的待测红外焦平面探测器。
可选地，本发明实施例中，在所述将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中之前，还包括：
在待测红外焦平面探测器的焊盘上设有可拆卸的用于与测试杜瓦的接线柱电连接的引线。
可选地，本发明实施例中，所述方法还包括：采用胶水将所述引线粘接固定在焊盘上。
可选地，本发明实施例中，在所述将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中之后，还包括：
将所述红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上，进行电连接、光阑、窗口装配，抽真空。
可选地，本发明实施例中，所述将红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上，包括：
所述待测红外焦平面探测器采用粘接固定在测试杜瓦的冷头上。
可选地，本发明实施例中，所述测试杜瓦的冷头采用绝缘导热材质制成。
可选地，本发明实施例中，所述测试杜瓦的冷头上设有绝缘导热的保护垫。
可选地，本发明实施例中，所述保护垫采用硅垫片。
可选地，本发明实施例中，所述保护垫粘接固定在所述冷头上。
本发明有益效果：根据本发明提出的红外焦平面探测器像元失效检测方法，该检测方法通过将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中，外焦平面探测器的红外焦平面芯片与测试杜瓦的冷头相对，实现了红外焦平面芯片从正面吸收光照，不需要将红外焦平面器件的背面减薄也能使光子达到PN结区，产生光电流。本发明方法实现了对外焦平面探测器的各个加工工艺步骤(互连、灌胶和每一个磨抛工艺)分别进行检测、分析，有效解决了现有技术中对红外焦平面器件像元失效不能准确定位的问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的流程图；
图2为本发明封装前红外焦平面探测器中芯片和读出电路的位置关系示意图；
图3为封装时红外焦平面探测器中芯片和读出电路的位置关系示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明的第一实施例中，提供一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，参见图1所示，包括如下步骤：
步骤S101:在待测红外焦平面探测器的焊盘上设有可拆卸的用于与测试杜瓦的接线柱电连接的引线。
本发明的一个具体实施例，采用焊接将引线设置在待测红外焦平面探测器的焊盘上，该焊接是可拆卸的。可拆卸式方式以便于在检测完后，将所述引线从待测红外焦平面探测器的焊盘上拆卸下来，等待红外焦平面探测器后续加工工艺需要再次检测红外焦平面探测器像元失效时，再次将引线设置在焊盘上，以便于与测试杜瓦的接线柱电连接。所述引线又称键合丝，常见的键合丝包括金、银、铂、铝等；选用键合丝的材质和直径与读出电路焊盘类型、电路需要外加电流电压大小、成本控制等都有关系，根据需要综合考虑选用，本实施例采用金丝引线，在此不作进一步限制。键合丝的长度与测试杜瓦内部尺寸有关，一般最长的焊接跨度不超过5mm。
进一步地，采用胶水将所述引线粘接固定在焊盘上，防止了在测试时引线脱落。
步骤S102:将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中，使所述待测红外焦平面探测器的芯片与测试杜瓦的冷头相对。
本发明实施例中，所述待测红外焦平面探测器为：经芯片与读出电路互连后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路灌胶后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路背面减薄后的待测红外焦平面探测器。本发明可以根据需要对处于不同加工工艺步骤中的红外焦平面探测器进行检测、分析像元失效，从而准确的定位哪个工艺步骤(灌胶、研磨、抛光或机械化学抛)产生了新的位错。
步骤S103:将所述红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上，进行电连接、光阑、窗口装配，抽真空等后续操作。具体的，将引线与测试杜瓦的接线柱进行电连接，然后装配光阑、窗口，抽真空，并采用红外焦平面测试系统对待测红外焦平面器件进行像元失效检测。
所述将红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上包括：待测红外焦平面探测器采用粘接固定在测试杜瓦的冷头上，或者其他方式固定在测试杜瓦的冷头上。本发明的一个具体实施例中，所述待测红外焦平面探测器采用环氧胶粘接固定在测试杜瓦的冷头上。所述测试杜瓦的冷头采用绝缘导热材质制成；或者所述冷头上设有绝缘导热的保护垫，所述保护垫粘接固定在所述冷头上，保护垫的长×宽×高为8mm×8mm×1mm，所述保护垫采用硅垫片。垫高了红外焦平面探测器与测试杜瓦之间的距离，使引线与接线柱电连接，防止了引线距离冷头过近，导致引线弯折断开或短路。
下面通过一个具体示例，对本发明实施例的实施过程进行详细说明。
本示例提供一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，结合图2和图3对本发明实施例进行详细的说明，包括如下步骤：
步骤A：在红外焦平面探测器1的焊盘2上焊接引线3，并在焊盘2与引线3的连接处进行点胶加固，防止了测试时引线3脱落；
步骤B：在测试杜瓦的冷头6上加装保护垫4，增加了红外焦平面探测器与冷头之间的距离，防止了引线被折弯或短路；
步骤C：将红外焦平面探测器1倒置，并用环氧树脂胶粘接在冷头6的保护垫4上；
步骤D：将引线3与测试杜瓦冷头6上的接线柱5电连接；
步骤E:装配光阑、窗口，抽真空后进行测试。
本发明所述的红外焦平面像元失效分许方法，不需要将器件进行减薄，将器件倒置后，光束从上往下，实现从芯片正面吸收光的照射，使光子达到PN结区，产生光电流，从而进行测试、分析像元失效。在互连、灌胶和每一个磨抛工艺步骤后，都可以进行测试、分析，有效解决对红外焦平面器件像元失效不能准确定位的问题。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种红外焦平面探测器像元失效检测方法，其特征在于，
将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中，使所述待测红外焦平面探测器的芯片与测试杜瓦的冷头相对。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测红外焦平面探测器为：经芯片与读出电路互连后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路灌胶后的待测红外焦平面探测器；或者经芯片与读出电路背面减薄后的待测红外焦平面探测器。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中之前，还包括：
在待测红外焦平面探测器的焊盘上设有可拆卸的用于与测试杜瓦的接线柱电连接的引线。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：采用胶水将所述引线粘接固定在焊盘上。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述将待测红外焦平面探测器倒置在测试杜瓦中之后，还包括：
将所述红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上，进行电连接、光阑、窗口装配，抽真空。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将红外焦平面探测器固定在测试杜瓦的冷头上，包括：
所述待测红外焦平面探测器采用粘接固定在测试杜瓦的冷头上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试杜瓦的冷头采用绝缘导热材质制成。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试杜瓦的冷头上设有绝缘导热的保护垫。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述保护垫采用硅垫片。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述保护垫粘接固定在所述冷头上。
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