MEMS芯片概述及测试方法

时间:2025-09-12  作者:Diven  阅读:0

01什么是MEMS

MEMS是MICro-Electro-MechanICal System的缩写,微电子机械系统。MEMS传感器感知环境中的各类自然信号,按一定规律将其转换成可检测量化的信号,对所得到的信号进行分析处理和识别判断,以实现智能型传感器的功能。

c1b945b8-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.jpg

MEMS传感器和传统传感器相比,兼具体积小,重量轻,功耗低,一致性高,可靠性高,灵敏度高等优点。
传感器应用于消费类和工业类电子领域,日常生活中的手机,可穿戴设备,以及汽车上,MEMS传感器都是重要配件。物联网、自动驾驶、工业互联网都将是MEMS传感器发展的重要动力。

02MEMS传感器工作原理

因为MEMS的微观特性,很难直观了解到其实际的工作情况,下面通过动图,直观“看”到主流MEMS传感器的工作原理。

声学传感器
c1cd4d9c-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.gif
工作原理:声压导致振膜震动,振膜和背板之间的间距发生变化而产生电容变化,声压信号转变为了电信号。
应用:麦克风,TWS,超声波传感器...

压力传感器
c1d50d20-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.gif
工作原理:当受到压力时,电阻结构和底座的接触面积变化,电压也成比例变化,压力信号转变为电信号。
应用:手机,GPS垂直高度测量定位...

加速度传感器
c1ddb4ac-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.gif
工作原理:物体产生加速度时,带动梳状结构产生位移,使梳状结构间电容改变,电容值和位移成比例变化,从而推算出加速度。
应用:电动汽车,游戏手柄,运动物体加速度测量...
03MEMS芯片测试
对比传统芯片,MEMS芯片封测环节更为关键。元件成本95%以上是花费在封装测试中,对这部分进行优化和制作最精巧的MEMS结构一样重要。
MEMS测试要点
1对测量精度要求极为苛刻
测试MEMS传感器,需要模拟不同的环境变量变化实现全场景覆盖,从而会在繁多的测试条件下产生大量的测试数据,再将数据通过算法拟合反推外界变量的状态变化。能精准稳定的测量转换后的电阻电容频率值变化是判定MEMS传感器的准确度和灵敏度的前提条件。MEMS芯片测试机需能高精度测量电压电流,电容值,波形等信号。
2方案时效性要求高
MEMS芯片之间差异化程度高,即使是同类产品下,不同型号都意味着要构建新的测试算法。每一个测试项的制定和实施方案,都是设计端和测试端深度配合的过程。测试软件良好的用户体验无疑会让测试方案开发过程更流畅高效,保证时效性。
3成本管控
由于MEMS传感器市场分散,MEMS芯片产品开发周期和成本较通用IC芯片要压缩很多。能处理海量测试原始数据,在不同的算法规则下实时分析测试结果,对测试机资源容量,和运算处理能力要求都很高。

MEMS芯片概述及测试方法

c1ed1474-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.png

UI-X6220是一个专用于MEMS芯片的数字功能测试板卡,可用于多功能测试、量产测试等。每张板卡有32个通道,每个通道有PMU功能,通过多板卡级联,能扩展到最多512个通道,可以进行DC,AC相关参数测试。每个数字通道有独立的可编程功能, 可以用作drive hi, drive lo, sense hi, sense lo和load value,另外,每个通道提供了高精度测量单元(PMU),以便用户能进行DUT(device under test)的测试,包括参数测试,并行测试等

UI-X6220是基于PXI架构的板卡,具有多功能测试能力,提供了I2C/SPI功能,counter计数器功能,每张板卡能提供16site的I2C测试,8site的SPI测试,通过级联,可以并行测试高达128site,UI-X6220也有pattern memory的功能,每通道32M ,能进行10M的动态数字功能测试。基于Per pin per site的架构,能支持ATE的功能测试,可扩展性强,支持多种软件开发环境,能快速帮助客户进行开发,性价比高,能为客户减小开发成本,快速切入市场,该板卡也可以和其功能板卡一起配合使用,比如RF板卡,SMU板卡,多功能数模板卡等,能提供完整的基于PXI的测试方案,能应用到 MEMS测试,传感器芯片测试,RF芯片测试,电源管理芯片测试,多功能芯片测试等

c1fc261c-a127-11ee-9788-92fbcf53809c.png

标准PXI总线架构

每板32个PMU

16个I2C master,可达400kHz时钟速率

8个SPI master,可达10MHz时钟速率

16个32bit计数器,可达10ns

时钟速率可达10MHz

32个 I/O通道,每通道PMU功能

电压范围-1V到+10V

每个pin独立,支持any pin to any site

每个pin独立的PMU功能,独立的DC level

操作系统支持Windows 7/10 等

支持LabView/ LabWindows 等

支持主/从架构通信模式

猜您喜欢

现代电子技术中,连接器扮演着非常重要的角色。CONN_44X2MM_TM作为一种广泛应用的连接器,凭借其出色的性能和高可靠性,成为了众多电子设备中的关键组成部分...
2025-02-26 17:01:19

电阻器作为基础且关键的元件,承担着调节电流、分压和限流等重要功能。VISHAY(威世)作为全球知名的电子元器件制造商,其铝壳电阻以优良的性能和稳定的品质广受市场...
2013-01-14 06:25:19

DC-AC模块(逆变器)是重要的电力电子设备,主要用于将直流电(DC)转换为交流电(AC)。在现代电力系统中有着着非常重要的作用,应用于太阳能发电、风力发电、储...
2010-11-21 00:00:00

压敏电阻作为重要的保护元件,应用于电路的过压保护和浪涌抑制。立隆(LELON)作为国内知名的电子元器件制造商,其压敏电阻产品以高品质和稳定性能受到认可。本文将详...
2015-12-06 00:18:55

功率电子开关在现代电力电子技术中是非常重要的配件,能够高效控制电能的传输与转换。不同类型的功率电子开关各具特点,适用于不同的应用场景。MOSFET(场效应晶体管...
2012-07-02 00:00:00

当今快速发展的科技时代,企业对于高效能产品的需求日益增加。USPQ-4B04作为一种新型的高效能解决方案,凭借其卓越的性能和多功能特性,正在逐渐成为市场的焦点。...
2025-02-24 16:16:27


碳化硅场效应管(MOSFET)因其优异的高温、高频和高功率特性,应用于电力电子和新能源领域。了解碳化硅MOSFET的规格尺寸对于设计和选型非常重要。一般而言,碳...
2011-01-11 00:00:00


贴片电阻体积小巧,读值方法也与传统电阻略有不同。掌握其规律,就能轻松识别阻值。一般来说,贴片电阻上会印有3位或4位数字,也有少数是印字母和数字组合。对于三位数字...
2024-11-26 11:29:33