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標題: MEMS晶圓片自動測試系統 [打印本頁]

作者: Acery 時間: 2015-1-5 14:58
標題: MEMS晶圓片自動測試系統
概述

微機電系統(Micro-Electro-MechanicalSystems，MEMS)是微機電與微電子的有機結合，它包括信號處理電路和控制電路，具有大批量生產、成本低、功耗小等優點，是真正意義上的單片集成系統，廣泛應用于航空、航天、汽車、生物醫學、環境監控、軍事、無線通信等領域。

隨著MEMS技術的發展，MEMS主導產品現在大致分為壓力傳感器、加速度計、微陀螺、磁盤硬頭、麥克風、RF MEMS等。MEMS主要經歷了如表所示的幾個發展階段。

年代	發展
20世紀70年代末80年代初	大型蝕刻硅片結構和背蝕刻膜片制作壓力傳感器；電容感應移動質量加速計，用于觸發汽車安全氣囊和定位陀螺儀
20世紀90年代	主要圍繞PC和信息技術的興起
世紀之交	微光學器件
未來	3C產品、汽車電子、醫療電子等產品

MEMS自動測試的挑戰
MEMS系統是集成了光、機、電的系統，目前MEMS自動測試系統剛剛起步，MEMS自動測試系統主要面臨以下問題：
MEMS產品種類多，隨著MEMS技術的發展，不斷涌現出新的產品和新的技術，這就要求測試系統有很好的靈活性和可擴充性，不斷滿足新產品研發測試與生產測試的需求；
MEMS測試產品多樣性與測試系統專用性的矛盾，MEMS產品需要測試多個參數，如電容、導通電阻、電壓、品質因數及帶寬參數，測試參數的信號非常微弱，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，增加了測試系統的復雜性。
Acery自動測試系統解決方案

Acery基于Keysight儀器研制了一套自動測試系統，完成流量計、壓阻、陀螺、加表、壓力傳感器等產品的導通電阻、絕緣電阻、電容、電壓靜態參數的測試和品質因數、損耗因子、帶寬等動態參數的測試，動態參數測試時顯示測試曲線。

Acery自動測試系統特點

測試通道靈活

測試產品覆蓋流量計、壓阻、陀螺、加表、壓力傳感器等多種產品，每種產品的測試參數及測試管腳定義都不相同，增加了開關矩陣的設計難度，同時測試產品的通道是復用的，通道既可以測試導通電阻，也可以測試電容，既可以作為電壓參數測試時的加電端，也可以作為電壓參數測試時的測量端，測試時的通道切換是任意的，通過Keysight的E5250A及Acery的LM4453A的組合，形成了復雜的開關矩陣組合，滿足了靈活的通道切換。

方便的系統連接

通過開關矩陣將測試產品的通道擴展到24個或者更多，測試時，只需要將開關矩陣的通道與測試產品的通道相連，根據通道配置文件，自動測試每一個通道的測試參數。當產品需要測試動態參數測試時，測試過程不需要更換測試電纜，保證了全參數的自動測試，保證測試的連貫性，同時減少了電纜更換錯誤的可能性。

多通道校準功能保證了測試精度

電容測試之前首先校準每一個電容測試通道，并保存每一個通道的校準文件，當測試電容時，軟件自動調用每個通道的校準文件，這樣消除了由于測試電纜、開關引入的寄生電容的影響，保證了電容測試的精度和準確性。

導通電阻測試之前進行通道補償，測試開關、電纜引入的通道電阻值，并從最后的測試結果中扣除通道電阻值，保證了導通電阻測試精度和準確性。

靈活的測試流程

測試系統提供了靈活的測試流程，可以從任意位置開始測試，當由于測試過程中出現異常而導致測試結果不準確時，可以重新測試此區域，測試將覆蓋異常的測試結果。

當由于某種原因導致測試中斷時，續測功能保證測試從測試中斷點繼續測試，并將測試數據結果保存在中斷之前的數據文件中。

強大的統計功能

測試系統軟件提供了強大的統計功能，不僅提供了測試過程中統計還提供了事后統計功能。測試過程中統計可以統計當前測試條件下一個或幾個參數的合格情況，事后統計功能可以修改參數的判據，重新生成參數合格分布情況。

真正定制化的自動系統

隨著客戶研制產品種類的增加，客戶會不斷提出新的測試需求，測試系統硬件考慮了產品擴展的需求，留有足夠的測試通道，測試系統軟件可以按照客戶需求不定期的升級，真正實現測試系統的自動化。

測試信號微弱

測試品質因數或帶寬等動態參數時，測試產品的振動產生的電流/電壓信號是微弱的，產生的微弱的電流/電壓信號很容易被測試通道的噪聲干擾，給測試帶來誤差。測試動態參數時，測試系統接入了放大器，放大產品產生的電流/電壓信號，同時通過精確的濾波算法，濾除噪聲信號的干擾，因而保證了測試結果的準確。

系統配置

序號	型號	儀器	廠商
1	E4980A	LCR表	Keysight
2	34411A	數字萬用表	Keysight
3	E3631A	電源	Keysight
4	2400	高壓源表	Keithley
5	35670A	動態信號分析儀	Keysigh t
6	LM4453A	多功能模塊	Acery
7	E5250A	低泄漏開關主機箱	Keysight
7.1	E5252A	低泄漏開關矩陣	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	系統主計算機	研華

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作者: bak715 時間: 2018-1-8 16:02
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