本文關(guān)鍵詞：紅外組件可靠性增長技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：紅外探測(cè)器組件是紅外成像系統(tǒng)的核心元部件,其性能及可靠性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起著決定性作用,因此隨著紅外技術(shù)應(yīng)用的深入及紅外探測(cè)器組件規(guī)模的增大,用戶對(duì)紅外組件的可靠性及壽命提出了越來越高的要求,可靠性問題已成為決定紅外探測(cè)器組件朝著更深更廣的領(lǐng)域推進(jìn)應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。本文針對(duì)紅外探測(cè)器組件的可靠性相關(guān)問題展開研究,主要包括熱應(yīng)力及其對(duì)組件光電性能的影響、熱應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)、封裝可靠性設(shè)計(jì)、選擇性銦柱回熔及低溫形變測(cè)試技術(shù)等可靠性關(guān)鍵技術(shù)、冷損測(cè)量的數(shù)值方法、組件試驗(yàn)過程的可靠性等,最終目的是實(shí)現(xiàn)紅外探測(cè)器組件的可靠性增長。可靠性是一個(gè)系統(tǒng)性的問題,一般來說產(chǎn)品從其原理機(jī)理、設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)、檢測(cè)、使用等整個(gè)生命周期等每一個(gè)過程都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的可靠性造成影響,本文的研究方法正是秉承了這種系統(tǒng)性的原則。從紅外組件的常見的失效模式及失效機(jī)理入手,研究了組件在熱應(yīng)力下的失效機(jī)理,在此基礎(chǔ)上利用有限元分析及試驗(yàn)驗(yàn)證的方法進(jìn)一步的對(duì)封裝結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,提出了一種新的封裝結(jié)構(gòu)——限位結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)突破了杜瓦設(shè)計(jì)中熱學(xué)與力學(xué)之間等矛盾,實(shí)現(xiàn)了紅外組件的可靠性封裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)限位結(jié)構(gòu)的工藝實(shí)現(xiàn)、銦柱的選擇性回熔技術(shù)以及低溫形變的測(cè)試技術(shù)均進(jìn)行了深入的研究,創(chuàng)新性的實(shí)現(xiàn)了限位結(jié)構(gòu),以感應(yīng)加熱的工藝方法既熔融了銦柱又避免了光敏材料的高溫過程,提出了一種非接觸式的低溫形變測(cè)量方法,并分析了該方法的誤差來源,給出了控制誤差的方法,為封裝設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)驗(yàn)證的手段為了克服液氮稱重法等傳統(tǒng)測(cè)量手段無法對(duì)杜瓦冷損進(jìn)行在線檢測(cè)的問題,本文在對(duì)杜瓦的熱環(huán)境進(jìn)行適當(dāng)簡化的基礎(chǔ)之上對(duì)在線獲得的杜瓦冷頭的變溫曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,從而擬合得到杜瓦的冷損對(duì)溫度的曲線,為杜瓦冷損的在線測(cè)量問題提供了一個(gè)可行的手段。對(duì)組件進(jìn)行可靠性試驗(yàn)是生產(chǎn)過程的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié),該過程的可靠性事關(guān)產(chǎn)品的成敗,因此本文對(duì)紅外組件一個(gè)大型可靠性試驗(yàn)——老化試驗(yàn)的過程可靠性也展開了研究,為試驗(yàn)過程的可靠性提供了保障。本文分別對(duì)機(jī)理、設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)、檢測(cè)等關(guān)系產(chǎn)品可靠性的各個(gè)環(huán)節(jié)一一展開研究,為最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品的可靠性增長奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：紅外組件 可靠性 封裝設(shè)計(jì) 選擇性回熔 低溫形變
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN215
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 1. 紅外探測(cè)器組件及其可靠性11-24
• 1.1. 紅外技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用11-17
• 1.2. 產(chǎn)品的可靠性17
• 1.3. 紅外探測(cè)器組件的可靠性對(duì)應(yīng)用的重要性17-18
• 1.4. 可靠性試驗(yàn)概述18-19
• 1.5. 紅外組件可靠性的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀19-20
• 1.6. 紅外組件可靠性的研究進(jìn)展20-22
• 1.7. 論文的主要內(nèi)容及意義22-24
• 2. 可靠性封裝設(shè)計(jì)研究24-46
• 2.1. 引言24-26
• 2.1.1. 封裝設(shè)計(jì)對(duì)基本工具——有限元分析概述25-26
• 2.1.2. 傳統(tǒng)杜瓦的封裝結(jié)構(gòu)遇到的困難26
• 2.2. 總體方案設(shè)計(jì)26-32
• 2.2.1. 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析29-30
• 2.2.2. 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的漏熱分析30-31
• 2.2.3. 傳統(tǒng)方案的困難31-32
• 2.3. 一種新的封裝結(jié)構(gòu)——限位結(jié)構(gòu)32-45
• 2.3.1. 限位方式的選擇33-35
• 2.3.2. 限位間隙的確定35
• 2.3.3. 限位工藝方案設(shè)計(jì)35-42
• 2.3.4. 限位結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)驗(yàn)證42-45
• 2.4. 本章小結(jié)45-46
• 3. 熱應(yīng)力及其對(duì)探測(cè)器光電性能的影響46-62
• 3.1. 引言46-49
• 3.2. 熱應(yīng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)49-52
• 3.2.1. 選擇結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)49-50
• 3.2.2. 組件的封裝結(jié)構(gòu)50
• 3.2.3. 設(shè)計(jì)變量的選擇50
• 3.2.4. 有限元模型50-51
• 3.2.5. 結(jié)果與討論51-52
• 3.3. 底充膠技術(shù)研究52-56
• 3.3.1. DW3膠陣列實(shí)驗(yàn)52-54
• 3.3.2. DW3膠壓縮層結(jié)構(gòu)54-56
• 3.3.3. 結(jié)論56
• 3.4. 熱應(yīng)力對(duì)焦平面器件光電性能的影響56-60
• 3.4.1. 試驗(yàn)準(zhǔn)備56
• 3.4.2. 應(yīng)力分布56-58
• 3.4.3. 應(yīng)力對(duì)光電性能對(duì)影響58-60
• 3.4.4. 應(yīng)力對(duì)光電性能的影響的結(jié)論60
• 3.5. 本章小結(jié)60-62
• 4. 可靠性關(guān)鍵工藝研究62-76
• 4.1. 引言——可靠性關(guān)鍵工藝62
• 4.2. 互連銦柱的選擇性加熱回熔技術(shù)研究——感應(yīng)回熔研究62-70
• 4.2.1. 感應(yīng)加熱理論及其方法65-67
• 4.2.2. 感應(yīng)加熱實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析67-70
• 4.2.3. 銦柱感應(yīng)回熔結(jié)論70
• 4.3. 低溫形變測(cè)量技術(shù)研究70-75
• 4.3.1. 測(cè)試原理71-72
• 4.3.2. 誤差分析72-73
• 4.3.3. 試驗(yàn)及結(jié)果73-74
• 4.3.4. 低溫形變測(cè)量方法對(duì)結(jié)論74-75
• 4.4. 本章小結(jié)75-76
• 5. 在線測(cè)量杜瓦冷損的數(shù)值方法研究76-89
• 5.1. 引言——杜瓦冷損的測(cè)量概述76-81
• 5.1.1. 幾種測(cè)冷損的方法的比較76-79
• 5.1.2. 冷損測(cè)試遇到的問題79-81
• 5.2. 數(shù)值擬合方法的原理81-85
• 5.3. 試驗(yàn)及結(jié)果85-87
• 5.4. 本章小結(jié)87-89
• 6. 紅外組件老化試驗(yàn)過程可靠性研究89-105
• 6.1. 引言——可靠性試驗(yàn)89-93
• 6.2. 可靠性特征量93-94
• 6.2.1. 可靠度R(t)93
• 6.2.2. 失效分布函數(shù)F(t)93
• 6.2.3. 失效密度f(t)93
• 6.2.4. 失效率l(t)93
• 6.2.5. 失效分布函數(shù)的形式93-94
• 6.3. 壽命試驗(yàn)方案94-95
• 6.4. 壽命試驗(yàn)設(shè)備95-96
• 6.5. 壽命試驗(yàn)過程可靠性的重要意義96
• 6.6. 壽命試驗(yàn)可靠性分析96-103
• 6.6.1. 壽命試驗(yàn)故障樹分析96-97
• 6.6.2. 壽命試驗(yàn)的過溫保護(hù)97-98
• 6.6.3. 壽命試驗(yàn)中的低氣壓放電現(xiàn)象98-103
• 6.7. 本章小結(jié)103-105
• 7. 總結(jié)與展望105-108
• 7.1. 總結(jié)105-106
• 7.2. 展望106-108
• 參考文獻(xiàn)108-116
• 作者簡介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果116-117

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