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標(biāo)題: MEMS晶圓片自動測試系統(tǒng) [打印本頁]

作者: Acery    時間: 2015-1-5 14:10
標(biāo)題: MEMS晶圓片自動測試系統(tǒng)
概述
微機電系統(tǒng)(Micro-Electro-MechanicalSystems,MEMS)是微機電與微電子的有機結(jié)合,它包括信號處理電路和控制電路,具有大批量生產(chǎn)、成本低、功耗小等優(yōu)點,是真正意義上的單片集成系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、無線通信等領(lǐng)域。
    隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,MEMS主導(dǎo)產(chǎn)品現(xiàn)在大致分為壓力傳感器、加速度計、微陀螺、磁盤硬頭、麥克風(fēng)RF MEMSMEMS主要經(jīng)歷了如表所示的幾個發(fā)展階段。
年代 發(fā)展
20世紀(jì)70年代末80年代初 大型蝕刻硅片結(jié)構(gòu)和背蝕刻膜片制作壓力傳感器;
電容感應(yīng)移動質(zhì)量加速計,用于觸發(fā)汽車安全氣囊和定位陀螺儀
20世紀(jì)90年代 主要圍繞PC和信息技術(shù)的興起
世紀(jì)之交 微光學(xué)器件
未來 3C產(chǎn)品、汽車電子、醫(yī)療電子等產(chǎn)品
MEMS自動測試的挑戰(zhàn)
MEMS系統(tǒng)是集成了光、機、電的系統(tǒng),目前MEMS自動測試系統(tǒng)剛剛起步,MEMS自動測試系統(tǒng)主要面臨以下問題:
    MEMS產(chǎn)品種類多,隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展,不斷涌現(xiàn)出新的產(chǎn)品和新的技術(shù),這就要求測試系統(tǒng)有很好的靈活性和可擴充性,不斷滿足新產(chǎn)品研發(fā)測試與生產(chǎn)測試的需求;
       MEMS測試產(chǎn)品多樣性與測試系統(tǒng)專用性的矛盾,MEMS產(chǎn)品需要測試多個參數(shù),如電容、導(dǎo)通電阻、電壓、品質(zhì)因數(shù)及帶寬參數(shù),測試參數(shù)的信號非常微弱,需要不同的適配器對測試信號進行放大處理后進入測試系統(tǒng),增加了測試系統(tǒng)的復(fù)雜性。
Acery自動測試系統(tǒng)解決方案
Acery基于Keysight儀器研制了一套自動測試系統(tǒng),完成流量計、壓阻、陀螺、加表、壓力傳感器等產(chǎn)品的導(dǎo)通電阻、絕緣電阻、電容、電壓靜態(tài)參數(shù)的測試和品質(zhì)因數(shù)、損耗因子、帶寬等動態(tài)參數(shù)的測試,動態(tài)參數(shù)測試時顯示測試曲線。
Acery自動測試系統(tǒng)特點
測試通道靈活
測試產(chǎn)品覆蓋流量計、壓阻、陀螺、加表、壓力傳感器等多種產(chǎn)品,每種產(chǎn)品的測試參數(shù)及測試管腳定義都不相同,增加了開關(guān)矩陣的設(shè)計難度,同時測試產(chǎn)品的通道是復(fù)用的,通道既可以測試導(dǎo)通電阻,也可以測試電容,既可以作為電壓參數(shù)測試時的加電端,也可以作為電壓參數(shù)測試時的測量端,測試時的通道切換是任意的,通過Keysight的E5250A及Acery的LM4453A的組合,形成了復(fù)雜的開關(guān)矩陣組合,滿足了靈活的通道切換。
方便的系統(tǒng)連接
通過開關(guān)矩陣將測試產(chǎn)品的通道擴展到24個或者更多,測試時,只需要將開關(guān)矩陣的通道與測試產(chǎn)品的通道相連,根據(jù)通道配置文件,自動測試每一個通道的測試參數(shù)。當(dāng)產(chǎn)品需要測試動態(tài)參數(shù)測試時,測試過程不需要更換測試電纜,保證了全參數(shù)的自動測試,保證測試的連貫性,同時減少了電纜更換錯誤的可能性。
多通道校準(zhǔn)功能保證了測試精度
電容測試之前首先校準(zhǔn)每一個電容測試通道,并保存每一個通道的校準(zhǔn)文件,當(dāng)測試電容時,軟件自動調(diào)用每個通道的校準(zhǔn)文件,這樣消除了由于測試電纜、開關(guān)引入的寄生電容的影響,保證了電容測試的精度和準(zhǔn)確性。
導(dǎo)通電阻測試之前進行通道補償,測試開關(guān)、電纜引入的通道電阻值,并從最后的測試結(jié)果中扣除通道電阻值,保證了導(dǎo)通電阻測試精度和準(zhǔn)確性。
靈活的測試流程
測試系統(tǒng)提供了靈活的測試流程,可以從任意位置開始測試,當(dāng)由于測試過程中出現(xiàn)異常而導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確時,可以重新測試此區(qū)域,測試將覆蓋異常的測試結(jié)果。
當(dāng)由于某種原因?qū)е聹y試中斷時,續(xù)測功能保證測試從測試中斷點繼續(xù)測試,并將測試數(shù)據(jù)結(jié)果保存在中斷之前的數(shù)據(jù)文件中。
強大的統(tǒng)計功能
測試系統(tǒng)軟件提供了強大的統(tǒng)計功能,不僅提供了測試過程中統(tǒng)計還提供了事后統(tǒng)計功能。測試過程中統(tǒng)計可以統(tǒng)計當(dāng)前測試條件下一個或幾個參數(shù)的合格情況,事后統(tǒng)計功能可以修改參數(shù)的判據(jù),重新生成參數(shù)合格分布情況。
真正定制化的自動系統(tǒng)
隨著客戶研制產(chǎn)品種類的增加,客戶會不斷提出新的測試需求,測試系統(tǒng)硬件考慮了產(chǎn)品擴展的需求,留有足夠的測試通道,測試系統(tǒng)軟件可以按照客戶需求不定期的升級,真正實現(xiàn)測試系統(tǒng)的自動化。
測試信號微弱
測試品質(zhì)因數(shù)或帶寬等動態(tài)參數(shù)時,測試產(chǎn)品的振動產(chǎn)生的電流/電壓信號是微弱的,產(chǎn)生的微弱的電流/電壓信號很容易被測試通道的噪聲干擾,給測試帶來誤差。測試動態(tài)參數(shù)時,測試系統(tǒng)接入了放大器,放大產(chǎn)品產(chǎn)生的電流/電壓信號,同時通過精確的濾波算法,濾除噪聲信號的干擾,因而保證了測試結(jié)果的準(zhǔn)確。
系統(tǒng)配置
序號
型號
儀器
廠商
1
E4980A
LCR表
Keysight
2
34411A
數(shù)字萬用表
Keysight
3
E3631A
電源
Keysight
4
2400
高壓源表
Keithley
5
35670A
動態(tài)信號分析儀
Keysigh  t
6
LM4453A
多功能模塊
Acery
7
E5250A
低泄漏開關(guān)主機箱
Keysight
7.1
E5252A
低泄漏開關(guān)矩陣
Keysight
8
82357B
USB-GPIB
Keysight
8.1
10833A
GPIB電纜
Keysight
9
EasyMEMS
MEMS自動測試軟件
Acery
10
LS1100-CAB
測試電纜套件
Acery
11
LS1100-Kit
測試附件
Acery
12
LS1100-COM
系統(tǒng)主計算機
研華

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