專利名稱：紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法。
背景技術(shù)：
航天用紅外成像系統(tǒng)要求的探測(cè)距離極遠(yuǎn)，同時(shí)要求成像系統(tǒng)具有大視場(chǎng)和高分辨率性能，這就要求航天用紅外焦平面探測(cè)器必須是超大規(guī)?；虺L(zhǎng)線列的探測(cè)器組件。由于材料和工藝方便的限制，目前紅外焦 平面探測(cè)器在陣列規(guī)模上很難滿足航天應(yīng)用的需求。為此，必須采用精密拼接的方法，將多片紅外焦平面探測(cè)器芯片組合成一個(gè)組件使用。另一方面，空間遙感要求紅外焦平面探測(cè)器具有多光譜探測(cè)的能力，因此必須將不同譜段的紅外焦平面探測(cè)器拼接起來(lái)應(yīng)用。待拼接芯片均具有幾何參數(shù)離散性，因此，對(duì)于給定數(shù)量的芯片需進(jìn)行優(yōu)化布局，以確定最佳排列組合方式，提高整體拼接精度。在實(shí)際拼接過(guò)程中由于人員、設(shè)備等各種因素的影響，前道工序固化的芯片實(shí)際位置并不完全等于預(yù)分析和優(yōu)化計(jì)算得到的理想位置，并且隨著拼接工藝的進(jìn)展，各芯片的位置誤差會(huì)相互耦合并持續(xù)積累、傳播，成為一種動(dòng)態(tài)的誤差，需對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。目前，紅外探測(cè)器拼接以手工操作為主，隨機(jī)性較大，精度較低，需對(duì)拼接工藝過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)，紅外探測(cè)器拼接具有不可逆、成本高、風(fēng)險(xiǎn)大的特點(diǎn)，難以保證拼接精度及成品率。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，用以提高紅外焦平面探測(cè)器的拼接精度，降低操作風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明的目的主要是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，該方法包括步驟A，對(duì)于給定數(shù)量的待拼接芯片，輸入其標(biāo)記點(diǎn)，進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化，確定待拼接芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并確定第一片待拼接芯片的目標(biāo)位置；步驟B，從第二片待拼接芯片開(kāi)始，進(jìn)行拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化。優(yōu)選地，進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化的步驟具體包括對(duì)所有標(biāo)記點(diǎn)的離散誤差進(jìn)行優(yōu)化處理。優(yōu)選地，步驟A具體包括輸入所有待拼接芯片的標(biāo)記點(diǎn)，分析各芯片標(biāo)記點(diǎn)離散誤差以及芯片間排列組合方式對(duì)最終拼接精度的影響；進(jìn)行優(yōu)化處理，預(yù)測(cè)各種排列組合的固有精度，以最高固有精度確定全體芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并根據(jù)該優(yōu)化位置確定第一片待芯片的目標(biāo)位置。優(yōu)選地，所述優(yōu)化處理的步驟具體包括對(duì)各種排列組合的芯片標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，并以此計(jì)算該排列組合的固有精度。優(yōu)選地，所述固有精度具體包括各種排列組合的芯片標(biāo)記點(diǎn)搭接精度、直線度和平行度。
優(yōu)選地,步驟B具體包括從第二片待拼接芯片開(kāi)始，實(shí)時(shí)測(cè)量已固化芯片的實(shí)際位置，計(jì)算已固化芯片的實(shí)際位置誤差，并根據(jù)已固化芯片的實(shí)際位置誤差，重新計(jì)算當(dāng)前待拼接芯片的優(yōu)化位置。優(yōu)選地，在整個(gè)拼接過(guò)程中進(jìn)行操作過(guò)程優(yōu)化，確定微動(dòng)調(diào)整操作的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量，并以確定的微動(dòng)調(diào)整操作的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量指導(dǎo)具體拼接操作。優(yōu)選地，在拼接操作過(guò)程中，以轉(zhuǎn)換矩陣表達(dá)微動(dòng)調(diào)整操作，通過(guò)矢量計(jì)算獲得不同調(diào)整順序和調(diào)整量所能達(dá)到的調(diào)整效果，通過(guò)遺傳算法對(duì)操作步驟進(jìn)行優(yōu)化，以最少的調(diào)整操作步驟將芯片調(diào)整到目標(biāo)位置。優(yōu)選地，對(duì)計(jì)算得到的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和輸出。 本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明提供了一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，該方法通過(guò)拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化確定全體芯片最佳排列組合方式，提高拼接方案固有精度，通過(guò)拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化消除拼接過(guò)程誤差的累積，大大提高紅外焦平面探測(cè)器拼接的最終精度，通過(guò)拼接操作優(yōu)化簡(jiǎn)化拼接操作步驟，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和成功率。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分的從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的單譜段紅外焦平面探測(cè)器芯片拼接方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的多譜段紅外焦平面探測(cè)器芯片拼接方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理。為了清楚和簡(jiǎn)化目的，當(dāng)其可能使本發(fā)明的主題模糊不清時(shí)，將省略本文所描述的器件中已知功能和結(jié)構(gòu)的詳細(xì)具體說(shuō)明。實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例提供了一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，參見(jiàn)圖1，該方法包括SlOl、輸入所有芯片標(biāo)記點(diǎn)；S102、進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化，確定待拼接芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并確定第一片待拼接芯片的目標(biāo)位置；該步驟具體包括分析各芯片標(biāo)記點(diǎn)離散誤差以及芯片間排列組合方式對(duì)最終拼接精度的影響，并進(jìn)行優(yōu)化處理，預(yù)測(cè)各種排列組合方案的固有精度。以固有精度最高決定全體芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，此優(yōu)化位置決定了芯片I的目標(biāo)位置。在所述優(yōu)化過(guò)程中，需對(duì)各種排列組合方案下的芯片標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，并以此計(jì)算方案的固有精度。方案的固有精度還要綜合考慮搭接精度、直線度、平行度的要求，以方案的固有精度最高為優(yōu)化目標(biāo)。
紅外焦平面探測(cè)器拼接要求使各芯片之間的相對(duì)位置精度最高。由于待拼接芯片均具有幾何參數(shù)離散性，對(duì)于給定數(shù)量的芯片，其不同的排列組合方式所能達(dá)到的固有精度是不同的。本方法通過(guò)優(yōu)化芯片排列組合方式提高整體拼接方案的固有精度。S103、芯片 I 拼接；該步驟具體包括將芯片I置于基板上；測(cè)量芯片I當(dāng)前位置；確定當(dāng)前位置與目標(biāo)位置的偏差；進(jìn)行拼接操作優(yōu)化，得到優(yōu)化的調(diào)整順序與調(diào)整量，并以此為指導(dǎo)將芯片I調(diào)整到目標(biāo)位置，對(duì)芯片I固化。芯片拼接的具體過(guò)程都是由一系列微動(dòng)調(diào)整操作(平移和旋轉(zhuǎn))組成的，拼接操作優(yōu)化對(duì)不同的微動(dòng)調(diào)整順序和調(diào)整量所能達(dá)到的調(diào)整效果進(jìn)行分析，力求以最少的操作步 驟將芯片調(diào)整到目標(biāo)位置，從而降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率和拼接成功率。S104、拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化；該步驟具體包括測(cè)量芯片I實(shí)際位置；根據(jù)芯片I的實(shí)際位置誤差重新進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，確定芯片2目標(biāo)位置，以彌補(bǔ)芯片I實(shí)際位置誤差對(duì)整體拼接精度的影響。在實(shí)際拼接過(guò)程中由于人員、設(shè)備等各種因素的影響，芯片I固化后的實(shí)際位置并不完全等于預(yù)分析得到的理想目標(biāo)位置，并且隨著拼接工藝的進(jìn)展，這一位置誤差會(huì)與后續(xù)芯片的位置誤差相互耦合并持續(xù)積累、傳播。在拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化中，將前道工序的實(shí)際誤差作為輸入條件，重新計(jì)算后續(xù)芯片的優(yōu)化位置，使其與已固化芯片之間的相對(duì)位置精度最高，由此彌補(bǔ)前道工序的誤差，使得整體拼接精度最趨近于預(yù)分析得到的固有精度。S105、芯片 2 拼接；該步驟具體包括將芯片2置于基板上；測(cè)量芯片2當(dāng)前位置；確定當(dāng)前位置與目標(biāo)位置的偏差；進(jìn)行拼接操作優(yōu)化，得到優(yōu)化的調(diào)整順序與調(diào)整量，并以此為指導(dǎo)將芯片2調(diào)整到目標(biāo)位置；芯片2固化。S106、重復(fù)S104和S105步驟，對(duì)芯片3_n進(jìn)行拼接；S107、拼接完后測(cè)量所有芯片實(shí)際位置，計(jì)算最終拼接精度。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，該方法通過(guò)拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化確定全體芯片最佳排列組合方式，提高拼接方案固有精度，并通過(guò)拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化消除拼接過(guò)程誤差的累積，大大提高紅外焦平面探測(cè)器拼接的最終精度，還通過(guò)拼接操作優(yōu)化簡(jiǎn)化拼接操作步驟，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和成功率。實(shí)施例2本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多譜段紅外焦平面探測(cè)器組件的拼接方法，參見(jiàn)圖2，該方法包括S201、按實(shí)施例1所述過(guò)程制備多個(gè)單譜段組件，測(cè)出各個(gè)組件上所有芯片標(biāo)記點(diǎn)的實(shí)際位置；S202、將各個(gè)單譜段組件視為單個(gè)芯片，輸入所有標(biāo)記點(diǎn)；S203、重復(fù)實(shí)施例1中S102-S106所述過(guò)程，完成所有單譜段組件(視為單個(gè)芯片)的拼接；
S204、測(cè)量多譜段組件上的所有芯片的實(shí)際位置，計(jì)算多譜段組件的最終拼接精度。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種多譜段紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，該方法將各個(gè)單譜段組件視為單個(gè)芯片，通過(guò)拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化確定全體芯片最佳排列組合方式，提高拼接方案固有精度，并通過(guò)拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化消除拼接過(guò)程誤差的累積，大大提高紅外焦平面探測(cè)器拼接的最終精度，還通過(guò)拼接操作優(yōu)化簡(jiǎn)化拼接操作步驟，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和成功率。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，該方法通過(guò)拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化確定全體芯片最佳排列組合方式，提高拼接方案固有精度，并通過(guò)拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化消除拼接過(guò)程誤差的累積，大 大提高紅外焦平面探測(cè)器拼接的最終精度，還通過(guò)拼接操作優(yōu)化簡(jiǎn)化拼接操作步驟，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和成功率，并應(yīng)用該方法對(duì)多譜段紅外焦平面探測(cè)器芯片進(jìn)行拼接，提高紅外焦平面探測(cè)器的拼接精度，降低操作風(fēng)險(xiǎn)。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，其特征在于，包括 步驟A，對(duì)于給定數(shù)量的待拼接芯片，輸入其標(biāo)記點(diǎn)，進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化，確定待拼接芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并確定第一片待拼接芯片的目標(biāo)位置； 步驟B，從第二片待拼接芯片開(kāi)始，進(jìn)行拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化的步驟具體包括 對(duì)所有標(biāo)記點(diǎn)的離散誤差進(jìn)行優(yōu)化處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟A具體包括 輸入所有待拼接芯片的標(biāo)記點(diǎn)，分析各芯片標(biāo)記點(diǎn)離散誤差以及芯片間排列組合方式對(duì)最終拼接精度的影響； 進(jìn)行優(yōu)化處理，預(yù)測(cè)各種排列組合的固有精度，以最高固有精度確定全體芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并根據(jù)該優(yōu)化位置確定第一片待芯片的目標(biāo)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述優(yōu)化處理的步驟具體包括 對(duì)各種排列組合的芯片標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行直線擬合，并以此計(jì)算該排列組合的固有精度。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述固有精度具體包括各種排列組合的芯片標(biāo)記點(diǎn)搭接精度、直線度和平行度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，步驟B具體包括 從第二片待拼接芯片開(kāi)始，實(shí)時(shí)測(cè)量已固化芯片的實(shí)際位置，計(jì)算已固化芯片的實(shí)際位置誤差，并根據(jù)已固化芯片的實(shí)際位置誤差，重新計(jì)算當(dāng)前待拼接芯片的優(yōu)化位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于， 在整個(gè)拼接過(guò)程中進(jìn)行操作過(guò)程優(yōu)化，確定微動(dòng)調(diào)整操作的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量，并以確定的微動(dòng)調(diào)整操作的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量指導(dǎo)具體拼接操作。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，在拼接操作過(guò)程中，以轉(zhuǎn)換矩陣表達(dá)微動(dòng)調(diào)整操作，通過(guò)矢量計(jì)算獲得不同調(diào)整順序和調(diào)整量所能達(dá)到的調(diào)整效果，通過(guò)遺傳算法對(duì)操作步驟進(jìn)行優(yōu)化，以最少的調(diào)整操作步驟將芯片調(diào)整到目標(biāo)位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，對(duì)計(jì)算得到的最佳調(diào)整順序和調(diào)整量進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示和輸出。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種紅外焦平面探測(cè)器芯片的拼接方法，包括步驟A，對(duì)于給定數(shù)量的待拼接芯片，輸入其標(biāo)記點(diǎn)，進(jìn)行拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化，確定待拼接芯片的最佳排列組合方式和優(yōu)化位置，并確定第一片待拼接芯片的目標(biāo)位置；步驟B，從第二片待拼接芯片開(kāi)始，進(jìn)行拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化。該方法通過(guò)拼接精度預(yù)分析與優(yōu)化確定全體芯片最佳排列組合方式，提高拼接方案固有精度，并通過(guò)拼接過(guò)程動(dòng)態(tài)優(yōu)化消除拼接過(guò)程誤差的累積，大大提高紅外焦平面探測(cè)器拼接的最終精度，通過(guò)拼接操作優(yōu)化簡(jiǎn)化拼接操作步驟，降低操作風(fēng)險(xiǎn)，提高效率和成功率。
文檔編號(hào)H01L21/98GK103021961SQ20121052774
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者王春生, 東海杰, 孟令超, 鮑哲博 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十一研究所