如何测试MEMS传感器是不同的吗

当涉及到测试微机电系统设备和传感器,有时你有震动和烘烤。

微机电系统和传感器身体不同于标准ICs。他们需要一个特定类型的刺激来获得所需的测试结果。大多数芯片只需要有一个电荷贯穿他们计通过/失败状态——电气输入,输出电,所以都是数字,所有的时间。

然而,MEMS和传感器更上模拟一边的栅栏。大多数供应商的自动测试设备很容易倾向于数字或混合信号芯片的测试。当谈到MEMS设备或传感器,通常需要专门的搬运设备。

例如,温度传感器可能会受制于加热测试。MEMS陀螺仪必须旋转框架由步进电机控制中一个特殊的模块。

“测试微机电系统和传感器明显比测试更复杂的ICs,”Frank Shemansky说MEMS &传感器产业集团的首席技术官。“与集成电路、微机电系统和传感器转换的物理输入电输出。因此,他们需要一个物理输入进行测试,如运动、声音、或化学,复杂的测试。因为每个传感器类型需要不同的输入、标准化是非常困难的。此外,传感器通常必须在系统功能全面,又加上了一层错综复杂。”

先进的包装技术是许多MEMS给定和传感器芯片。“我们通常看到相同的挑战测试与传统包装MEMS和传感器的额外的复杂性本质上测试子系统使用2.5和3 d包装技术,”Shemansky说。“保证好死或单个组件会议要求规范在一个复杂的包是特别具有挑战性和影响产量。”

挑战在于,一开始只是一个已知的好死并不像一个已知的好死,最终能够发现并不是那么容易。

“很多这些设备是非常敏感的,所以如何测试往往取决于应用程序,”解释了乔伊桶,主要市场开发经理国家仪器。汽车,这是更加困难,因为他们确实看到相当极端的温度,所以测试需要更加密集。”

测试前需要做MEMS设备组装,组装后,他们必须被测试。“如果你有一个SiP与MEMS芯片模块,你需要担心信号调节和本地计算,这基本上是噪音,”桶说。“大数据的能力提供了一些有趣的见解。跟踪问题的能力上有公司的晶片,问题是从哪里来的。如果你能确定什么时候什么错,这很好。”

有什么不同吗?
微机电系统和传感器测试的一大不同之处,与其他芯片相比,有一个刺激除了电气输入和输出。

“刺激可以是任何类型的物理、惯性、压力、磁性、光学、声音,气体,光,无论任何刺激,需要测量应用于设备,也是衡量,“Ram Praturu说,测试产品技术营销主管新科金朋。“从tester组件的角度来看,一个标准的测试,你有一个测试人员,你有一个处理程序。然而,对于MEMS测试,你有相同的测试人员,你有处理程序,但也有刺激组件,模块,您需要应用这个外部刺激设备。”

所以对于一个MEMS麦克风,刺激计划是合理的。“你声音,并应用它以这种方式接收它,所以你需要身体能够应用它。你不能使用相同类型的处理程序中可用的市场,因为标准IC测试处理程序可能没有选择适用的外部刺激。根据设备和包装,你可以得到不同的处理程序。同样的事情是真实的如果它需要探索。再次,刺激需要应用于任何测试要求在调查阶段。”

他指出,通常发生在MEMS传感器市场是一个控制IC集成到一个芯片,或者添加一个ASIC控制MEMS装置,接收来自传感器的数据,分析它,通过它在数字格式。“他们把它放在一个肩并肩,像一个模块类型,但是现在他们将它集成到多个死在另一个,像倒装芯片。有在矽通过在行业中使用。对于加速度计,可以放一个控制器和传感器本身,然后你可以把TSV这两个设备之间的连接或底物。你可以叫3 d-ic,因为正在使用的TSV。”

汽车应用,微机电系统和传感器的测试成本略高于标准的集成电路,根据Praturu。“微机电系统和传感器的关键是,我们所有的测试,给刺激到设备,和技术测试,无论是摇头,摇铃,滚,或者把一个压力,有点在模拟方面。这是一个更复杂的比标准的数字和混合信号测试。这是一门艺术,在一天结束的时候。”

芯片,
高级主管杰拉德•约翰在公司先进的测试技术、MEMS设备描述为“移动的东西。“那是他们不同于标准集成电路的一种方式。

" MEMS测试时,与标准产品相比有什么不同在某种意义上是,你有一个传感器,你必须激活,”约翰说。“传感器的模拟信号,将其转换为数字,然后你有一个a到d转换器。你有一个放大器。,它几乎是标准的一部分普通的电子设备。传感器是巨大的变化从MEMS和其他设备。为了激活传感器,你需要有一个刺激。刺激框使MEMS测试不同于其他电子测试。刺激可能是一种音频信号,可以运动,喜欢你对艾莫斯,这可能是在某一方向上旋转,可以是气体,可以是一些压力,温度,湿度。你可以有不同的刺激。MEMS测试过程中,这些不同类型的设备,你必须测试,你必须对每个人有不同的刺激。”

Adrian Arcedera补充道公司的副总裁MEMS传感器:“最简单的方式去看它是你必须移动传感器。有第三个元素——不仅仅是一个电子输入,但实际上一个机械输入,无论是从运动,一切,这取决于什么类型的传感器测试。有该元素的环境进入传感器。”

MEMS传感器,像大多数传感器,一个接口到物理/模拟世界。在输入端,可以模拟或数字。输入运行通过传感器转换成电信号,然后可以处理。

惯性测量单元进入智能手机通常都在一个包中,结合几个传感器,根据Arcedera。MEMS包装,“你总是结合MEMS和ASIC,”他说。“每个设备需要测试。这是关键,尤其是对MEMS和传感器测试。校准测试期间发生。这是另一个独特的MEMS传感器测试。”

这个过程类似于装箱和削减在半导体测试。

进化的MEMS测试
罗布·O ' reilly模拟设备,高级的技术人员对MEMS长期的角度来看,自1993年以来有ADI的设备工作。O ' reilly指出,MEMS传感器测试不是一个in-socket测试,如半导体测试标准。他参与开发一个振动器刺激芯片测试处理器24年前,以及双轴加速度计进行测试,这是“数量级更加困难比一个标准的测试配置,”他回忆说。“一个人的震动是另一个男人的声音,”O ' reilly说。

早在1990年代,ADI的MEMS都进入汽车应用。技术最终转移到倾斜传感器为移动设备。MEMS麦克风“自己的动物,”他评论。“更多的测试可以设计在设备层面,你会赢的。”

吃了成本的上升随着时间的推移,使“测试”的目标更吸引MEMS制造商,他补充道。目的减少测试时间是一个常数。

高通和英特尔一直在领导设置传感器的标准,随着MEMS &传感器行业组织工作是通过IEEE, O’reilly说。其目的是让测试更便宜,但是不便宜。拥有标准化的包装,在可能的情况下,是一个很大的好处。

“我们工作真正开始迅速的MEMS工艺技术,我们可以使用标准的包,”O ' reilly说。“在消费领域,我们在所有标准配置。在一些测试的房子,他们不知道这是一个MEMS装置。在汽车的世界,我们所做的同样的事情。也许我们在旧包,通常表面装配组件,通常会为所有汽车的东西,但是很多现在使得没有了,看上去就像任何其他东西。从处理的角度来看,在技术方面我们用来组装和测试,还有很多标准包装现在比。你是一个扩散处理设备。如果你去了一个标准的外包,他们测试两个或者三个供应商的MEMS设备,他们可以有15个不同的平台。因为比陀螺加速度计在不同的包,是比艾莫斯在不同的包,他们需要所有这些技术。”

自那时以来,许多都发生了变化。有更多的技术推动了oem的合并。

“他们开始决定——显然,较小的更好——包宽度和高度,”他说。“半导体行业一直努力试图让sub-1mm,还有推显然在圆片规模,没有包。那里有一个更大的挑战。今天我们一吨的圆片规模的东西。解决了很多包装问题。它还将很多测试探针系统。”

有关的故事
MEMS:改善成本和收益
第二个系列:新的包装选项可以帮助提高盈利能力,但测试和热问题仍然有问题。
重新考虑传感器
作为数据采集变得越来越普遍,还有什么可以用这种技术?
灵活的传感器开始增加
互联网技术开辟了新的可能性的一切。
MEMS的麻烦
价格严重侵蚀将整个部门的压力下时的需求正在增长。