晶片级半自动化测试
发布日期:2019-07-03 17:28:35

MEMS在汽车、医疗、生化和航空航天领域的应用越来越广泛。对封装前的MEMS芯片进行测试是一种低成本的提高产量和产品可靠性的手段。在改变测试环境(压力、光照、温度等)和本身参数(共振频率及位移幅值等)的情况下获得的测试结果对设备的设计开发十分重要。本文将先容薄膜的动态响应测试,使用的设备是配有扫描式激光测振仪的半自动探针台。


MEMS晶圆的重复测试

手动测试表面覆有薄膜的MEMS晶圆十分耗费时间,为了提高效率,引入配有激光测振仪的半自动探针台,将被测件放在探针台上,使用激光测振仪来获取各被测件的动态响应。整个测试过程都是通过App进行控制的。整套系统包括Polytec MSA-500测试系统的软硬件、探针台的软硬件。


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图1 PSVApp中显示的测试网格(上)和频谱(下)


第一步是进行晶圆位置的标定,系统会记录晶圆的结构信息,通过这些信息,系统会生成一个晶圆图,下一步就是定义数据采集参数。对于表面附有薄膜的MEMS设备而言,每一片薄膜结构对应一个包含6到9个测试点的网格(如图1)。完成上述两步后就可以对系统进行初始化操作了。


系统会按照之前设定好的程序,对晶圆结构进行逐一测试。激光测振仪每完成一块薄膜测试大概需要2到3秒的时间(如图2和图1所示),测试数据会和设备ID一起储存在系统中。完成整个区域的测试后就可以得到晶圆的频谱图和形变图(如图3)。

 

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图2 正在测试MEMS晶圆的扫描式激光测振仪  


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 3 显示MEMS测试过程和振动信号的SUSS ProberBenchApp


SUSS PA200

用于MEMS晶圆级测试的半自动探针台系统

SUSS PA200可以为200mm以内的MEMS晶圆提供高精度并极具灵活性的半自动测试解决方案,同样也适用于结构的失效分析和高频测试。PA200可以对亚微米级的MEMS芯片进行测试,并且探测手段可靠,测试数据精确。整套设备采用模块化设计,可根据需求安装显微镜,也可将手动版的PA200测试平台升级为高放大倍率、可编程化的测试系统。可供选择的配件有:激光切割机、高频测试专用卡盘以及探针卡适配器。可以通过SUSS ProberBench操作系统对PA200系统进行控制,操作系统包括电子支架、控制摇杆和可视化的用户操作界面。ProberBench中的软硬件设备均由业内领先的供应商提供。

 

Polytec MSA测试系统

可以对MEMS芯片进行3D动态响应和形貌测试。

MSA是专为MEMS等微小结构开发的测试设备,可以用来进行结构的振动和形貌分析。MSA系统安装简便,适用于手动或全自动的探针台。MSA系统中集成了具有显微功能的扫描式多普勒激光测振技术,频闪测试技术以及白光干涉技术,这些技术有助于分析微结构的振动响应和形貌测试。

MSA系统在MEMS设备的设计和测试阶段均发挥重大作用,通过提供被测件的动静态响应数据,可以简化产品的故障诊断、巩固并优化产品的设计周期,提升产品性能和产量,同时可以降低生产成本。

除了MSA-500以外,最新型号的MSA-600采用了数字化的数据采集和传输,分辨率得到了大幅度提升,振动显示也得到了加强,而且仪器操作更加简单。


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