【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及元器件性能、可靠性测试领域，具体涉及一种图像传感器老炼试验装置及试验方法。
技术介绍
1、图像传感器往往作为核心关键元器件，在卫星载荷乃至电动汽车上使用。基于其应用场景，对图像传感器的可靠性有特别高的要求，因此图像传感器出厂后需经过老炼试验，筛选出合格品再供给用户使用。
2、目前对图像传感器的老炼方法包括：待测试器件测完电性能及光电参数初值；在安装多个金属夹具的老炼板上安装待测试器件；通过稳压电源为待测试器件加上数字电源与模拟电源的静态偏置；移入高温试验箱中施加温度应力后开始进行老炼试验；通过间隔一定时间记录各路稳压电源上电流变化情况来判断试验过程中待测试器件运行状态；在老炼结束后进行常温下的电性能测试与光电参数测试，确认被测器件是否通过老炼试验。采用该老炼方法数据分析困难，测试效率低下，而且容易存在误判，影响了老炼试验筛选的准确率。
3、专利cn217404461u披露一种硅基器件的半导体高低温测试装置及硅基器件光学测试系统。该专利中采用基于珀耳帖效应的半导体制冷器以及温度传感器，通过pdi控制算法来维持温度传感器区域的恒温环境。由于半导体制冷器的功率较小，需要与待测器件进行贴合实现热传递。但由于光电探测器工作区域需要裸露在光源辐照下无法贴合半导体制冷器，在该器件上存在温度场分布的空间不均匀性。且由于pdi控制算法往往存在一定的过冲等振荡，待测器件与半导体制冷器直接接触影响较为明显，存在温度场分布的时间不均匀性。该装置也仅仅提供了温度环境，不能满足图像传感器老炼试验的要求。
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5、图像传感器老炼试验装置及测试系统需要解决如下问题：
6、1)老炼试验装置需要兼容不同型号的图像传感器的引脚布局以及不同类型的引脚；
7、2)老炼试验装置需要兼容不同型号的图像传感器的接口要求，目前主流的图像传感器接口有dvp、mipi等；
8、3)老炼试验装置需要可以灵活配置对于图像传感器的信号时序，不同型号图像传感器往往需要采用不同的时序逻辑信号进行控制；
9、4)目前主流观点认为动态老炼能更充分暴露出图像传感器整体器件级的早期失效，且更贴合图像传感器的实际使用工况，但同时也有研究表明，像素主要的早期失效来自像素结构中的传输栅在沟道栅氧界面存在的缺陷，采用精心配置后的静态老炼，可以更有效的实现对于图像传感器像素级的早期失效老炼筛选，故图像传感器老炼试验装置需要兼容动态老炼与静态老炼；
10、5)目前的老炼试验中只有在试验前和试验后对待测试器件进行性能参数测试，在老炼过程中，只对输入输出电流进行实时监测，无法确认在老炼过程中是否发生功能异常，也因此不能实时确认待测试器件在老炼过程中的失效模式与失效机理，极大阻碍了对于图像传感器可靠性的研究，难以给予厂家反馈，促使工艺的提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种图像传感器老炼试验装置及试验方法，提升图像传感器老炼试验筛选效率与准确率。
2、为了达到上述的目的，本专利技术提供一种图像传感器老炼试验装置，包括上位机、测试主板、图像测试模块、接口夹具、高温试验箱和放置平台；一次同时对若干待测图像传感器进行老炼试验，一个所述图像测试模块用于完成一个待测图像传感器的老炼试验；依据待测图像传感器的型号选择适配的接口夹具及图像测试模块；所述上位机与所述测试主板连接；所述测试主板与所述图像测试模块连接；所述接口夹具包括多只用于放置待测图像传感器的芯片测试座，所述芯片测试座与所述图像测试模块连接；所述放置平台设置在所述高温试验箱内，所述接口夹具放置于所述放置平台上。
3、上述所述的图像传感器老炼试验装置，其中，所述测试主板的向量模块设计为lvds数据接口、低速串行接口、双向触发测试接口、jtag接口；其中，低速串行接口用于上位机与图像测试模块的测试参数配置；双向触发测试接口用于触发图像测试模块产生一次采集动作，并在采集完成后通知测试主板进行图像数据接收；lvds数据接口用于与图像测试模块进行图像数据传输；jtag接口用于上位机通过测试主板在线、远程更新图像传感器的测试向量。
4、上述所述的图像传感器老炼试验装置，其中，所述图像测试模块包含二次电源模块，为待测图像传感器各路提供恒压电源，图像测试模块的恒压电源输出接口连接到接口夹具的芯片测试座，实现对待测图像传感器各路的供电；所述图像测试模块采集待测图像传感器各路输入电压、电流，用于电压电流检测；所述图像测试模块为待测图像传感器的各路提供过流保护；所述图像测试模块的数据输入接口连接到接口夹具的芯片测试座，实时采集待测图像传感器的图像数据；所述图像测试模块根据测试主板输出的测试向量产生时序逻辑电平信号，控制待测图像传感器各路加电断电，实现待测图像传感器不同工作状态下的测试；所述图像测试模块内置温度传感器。
5、上述所述的图像传感器老炼试验装置，其中，所述图像测试模块向所述测试主板输出图像数据、温度数据、待测图像传感器各路的输入电压电流，并由所述测试主板传输给所述上位机，进行保存、显示。
6、上述所述的图像传感器老炼试验装置，其中，所述老炼试验装置还包括设置于所述高温试验箱内的led光源，该led光源能在所述高温试验箱内产生均匀恒定光场。
7、本专利技术提供的另一技术方案是一种图像传感器老炼试验方法，采用上述图像传感器老炼试验装置，所述老炼试验方法包括：1)根据待测图像传感器数据手册及相关要求，确定动态老炼及静态老炼的试验方案；2)对待测图像传感器进行初测，记录老炼试验前待测图像传感器性能参数的初值；3)选用与待测图像传感器接口类型相匹配的接口夹具，以及适配的图像测试模块，组成针对该待测图像传感器的老炼试验装置，依据试验方案配置测试向量；4)将待测图像传感器安装在接口夹具上，确认安装无误后，上电进行动态老炼试验，记录实时温度以及待测图像传感器各路输入电压、电流，高温试验箱内温度达到预设值时开始动态老炼计时；5)动态老炼时间达到后取出待测图像传感器，先对待测图像传感器降温，再下电，然后进行性能参数测试，记录测试结果；6)筛选动态老炼后各项性能参数仍处于允许范围内的待测图像传感器，重新安装在接口夹具上，确认安装无误后，上电进行静态老炼试验，记录实时温度以及待测图像传感器各路输入电压、电流，高温试验箱内温度达到预设值时开始静态老炼计时；7)静态老炼时间达到后取出待测图像传感器，先对待测图像传感器降温，再下电，然后进行性能参数测试，记录测试结果；8)筛选静态老炼后各项性能参数仍处于允许范围内的图像传感器。
8、上述图像传感器老炼试验方法，其中，所述步骤4)中，图像测试模块通过时序逻辑电平信号控制待本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.图像传感器老炼试验装置，其特征在于，包括上位机、测试主板、图像测试模块、接口夹具、高温试验箱和放置平台；
2.如权利要求1所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述测试主板的向量模块设计为LVDS数据接口、低速串行接口、双向触发测试接口、JTAG接口；其中，低速串行接口用于上位机与图像测试模块的测试参数配置；双向触发测试接口用于触发图像测试模块产生一次采集动作，并在采集完成后通知测试主板进行图像数据接收；LVDS数据接口用于与图像测试模块进行图像数据传输；JTAG接口用于上位机通过测试主板在线、远程更新图像传感器的测试向量。
3.如权利要求2所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述图像测试模块包含二次电源模块，为待测图像传感器各路提供恒压电源，图像测试模块的恒压电源输出接口连接到接口夹具的芯片测试座，实现对待测图像传感器各路的供电；所述图像测试模块采集待测图像传感器各路输入电压、电流，用于电压电流检测；所述图像测试模块为待测图像传感器的各路提供过流保护；所述图像测试模块的数据输入接口连接到接口夹具的芯片测试座，实时采集待测图像传感器的图像数据
4.如权利要求3所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述图像测试模块向所述测试主板输出图像数据、温度数据、待测图像传感器各路的输入电压电流，并由所述测试主板传输给所述上位机，进行保存、显示。
5.如权利要求1所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述老炼试验装置还包括设置于所述高温试验箱内的LED光源，该LED光源能在所述高温试验箱内产生均匀恒定光场。
6.图像传感器老炼试验方法，其特征在于，采用如权利要求1至4中任一权利要求所述的图像传感器老炼试验装置，所述老炼试验方法包括：
7.如权利要求6所述的图像传感器老炼试验方法，其特征在于，所述步骤4)中，图像测试模块通过时序逻辑电平信号控制待测图像传感器各路加电、断电，使得待测图像传感器具备成像能力，正常工作起来，实时监测待测图像传感器各路输入电压、电流是否符合要求；图像测试模块还在测试主板双向触发测试接口触发下进入触发图像采集模式，定时采集待测图像传感器的图像数据并通过测试主板传输给上位机，由上位机显示。
8.如权利要求6所述的图像传感器老炼试验方法，其特征在于，所述步骤4)中，在高温试验箱内设置一LED光源，该LED光源在高温试验箱内产生均匀恒定光场，通过分析待测图像传感器传回的图像，能实时确定待测图像传感器功能是否发生了异常，光电性能参数是否发生了漂移。
9.如权利要求6所述的图像传感器老炼试验方法，其特征在于，所述步骤5)和步骤7)中的性能参数测试为按照相关标准，通过在一个恒定光场下改变待测图像传感器的曝光时间多次对标准光源进行拍照来测得所需考核的各项性能参数；所述性能参数包括各项电性能参数以及光电性能参数。
10.如权利要求9所述的图像传感器老炼试验方法，其特征在于，性能参数包括全局系统增益、量子效率、满阱容量、动态范围、暗电流、信噪比、亮场不均匀性和暗场不均匀性。
...【技术特征摘要】
1.图像传感器老炼试验装置，其特征在于，包括上位机、测试主板、图像测试模块、接口夹具、高温试验箱和放置平台；
2.如权利要求1所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述测试主板的向量模块设计为lvds数据接口、低速串行接口、双向触发测试接口、jtag接口；其中，低速串行接口用于上位机与图像测试模块的测试参数配置；双向触发测试接口用于触发图像测试模块产生一次采集动作，并在采集完成后通知测试主板进行图像数据接收；lvds数据接口用于与图像测试模块进行图像数据传输；jtag接口用于上位机通过测试主板在线、远程更新图像传感器的测试向量。
3.如权利要求2所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述图像测试模块包含二次电源模块，为待测图像传感器各路提供恒压电源，图像测试模块的恒压电源输出接口连接到接口夹具的芯片测试座，实现对待测图像传感器各路的供电；所述图像测试模块采集待测图像传感器各路输入电压、电流，用于电压电流检测；所述图像测试模块为待测图像传感器的各路提供过流保护；所述图像测试模块的数据输入接口连接到接口夹具的芯片测试座，实时采集待测图像传感器的图像数据；所述图像测试模块根据测试主板输出的测试向量产生时序逻辑电平信号，控制待测图像传感器各路加电断电，实现待测图像传感器不同工作状态下的测试；所述图像测试模块内置温度传感器。
4.如权利要求3所述的图像传感器老炼试验装置，其特征在于，所述图像测试模块向所述测试主板输出图像数据、温度数据、待测图像传感器各路的输入电压电流，并由所述测试主板传输给所述上位机，进行保存、显示。
5.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：金森磊，汪波，马林东，刘元，秦林生，琚安安，王昆黍，孔泽斌，
申请(专利权)人：上海航天技术基础研究所，
类型：发明
国别省市：
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