《mems壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法GBT+33922-2017》詳細解讀

《mems壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法GB/T33922-2017》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術語和定義4試驗條件4.1大氣條件4.2電磁條件contents目錄4.3振動條件4.4測試系統(tǒng)5試驗的一般規(guī)定5.1證書文件5.2預熱時間5.3連接方式6試驗內(nèi)容和方法contents目錄6.1試驗準備6.2電阻6.3常壓輸出6.4靜態(tài)性能試驗6.5溫度性能試驗011范圍本標準主要內(nèi)容規(guī)定了MEMS壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法的術語和定義、試驗條件、試驗設備、試驗步驟及數(shù)據(jù)處理。適用于采用硅材料制成的MEMS壓阻式壓力敏感芯片的圓片級性能試驗，其他類型的壓力傳感器芯片也可參照使用。使用MEMS壓阻式壓力敏感芯片的產(chǎn)品開發(fā)商。相關科研機構和檢測實驗室。MEMS壓阻式壓力敏感芯片的生產(chǎn)廠商。本標準適用對象提供了統(tǒng)一的試驗方法和評價標準，有利于規(guī)范市場秩序，提高產(chǎn)品質(zhì)量。本標準的意義和作用為MEMS壓阻式壓力敏感芯片的研發(fā)和生產(chǎn)提供了技術支持，有助于推動相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。為國內(nèi)外技術交流和合作提供了便利，有利于提升我國在國際上的影響力和競爭力。022規(guī)范性引用文件123本標準詳細列出了在進行MEMS壓阻式壓力敏感芯片圓片級試驗時需要引用的各種規(guī)范性文件。這些引用文件為試驗提供了必要的背景、定義和操作方法，確保試驗的準確性和可重復性。通過引用這些文件，本標準與其他相關標準和規(guī)范形成了緊密的聯(lián)系，共同構成了MEMS壓阻式壓力敏感芯片測試和評估的完整體系。引用文件概述關鍵引用文件GB/TXXXX-XXXX（某標準編號）該標準規(guī)定了MEMS器件的基本術語和定義，為理解本標準中的專業(yè)術語提供了基礎。GB/TYYYY-YYYY（某標準編號）該標準詳細描述了MEMS壓阻式壓力敏感芯片的性能參數(shù)和測試方法，對圓片級試驗具有直接的指導意義。IECZZZZ-ZZZZ（某國際標準編號）該國際標準涉及半導體器件的可靠性試驗方法和程序，為圓片級試驗的可靠性評估提供了依據(jù)。引用文件的作用確保試驗的標準化通過引用相關規(guī)范性文件，確保試驗過程遵循統(tǒng)一的標準和程序，提高試驗結(jié)果的可靠性和可比性。促進技術交流與協(xié)作推動行業(yè)發(fā)展引用文件的公開性和普適性有助于促進不同實驗室、研究機構和企業(yè)在MEMS壓阻式壓力敏感芯片測試方面的技術交流與協(xié)作。規(guī)范性引用文件不僅為本標準的實施提供了支持，也為整個MEMS壓阻式壓力敏感芯片行業(yè)的規(guī)范化、標準化發(fā)展奠定了基礎。033術語和定義術語解釋MEMS壓阻式壓力敏感芯片01指采用微機械加工技術制造的，利用壓阻效應來測量壓力變化的芯片。圓片級試驗02指對整片晶圓上的MEMS壓阻式壓力敏感芯片進行性能測試的方法，以評估芯片的整體性能。靈敏度03指MEMS壓阻式壓力敏感芯片在單位壓力變化下，輸出信號的變化量，用于衡量芯片的感應能力。線性度04指MEMS壓阻式壓力敏感芯片的輸出信號與壓力變化之間的線性關系程度，用于衡量芯片的測量精度。定義范圍本標準所涉及的術語和定義僅適用于MEMS壓阻式壓力敏感芯片的圓片級試驗方法。01術語和定義的解釋應基于本標準的上下文進行理解，以確保準確性和一致性。02對于未在本標準中明確定義的術語，應參考相關行業(yè)標準或?qū)I(yè)文獻進行解釋。03044試驗條件溫度試驗環(huán)境溫度應控制在規(guī)定范圍內(nèi)，以確保試驗結(jié)果的準確性和可靠性。濕度試驗環(huán)境的相對濕度也需符合相關要求，以避免濕度對試驗結(jié)果的影響。潔凈度試驗環(huán)境應保持一定的潔凈度，以減少塵埃等污染物對試驗結(jié)果的干擾。4.1試驗環(huán)境應選用高精度、穩(wěn)定的壓力源，以確保施加在芯片上的壓力準確且穩(wěn)定。壓力源用于測量芯片性能參數(shù)的儀器應具備相應的精度和分辨率，以降低測量誤差。測量儀器用于固定和連接芯片的夾具與連接件應設計合理，以確保試驗過程中芯片的穩(wěn)定性和可靠性。夾具與連接件4.2試驗設備樣品選擇應選取符合標準要求的MEMS壓阻式壓力敏感芯片作為試驗樣品，以確保試驗的有效性和代表性。樣品數(shù)量根據(jù)試驗需求和統(tǒng)計學原理，確定合理的樣品數(shù)量，以充分評估芯片性能的一致性和穩(wěn)定性。4.3試驗樣品試驗人員應嚴格遵守試驗操作規(guī)范，確保試驗過程的安全性和可控性。操作規(guī)范針對可能出現(xiàn)的風險點，應采取相應的防護措施，如佩戴防護眼鏡、使用絕緣手套等，以確保試驗人員的人身安全。防護措施4.4安全與防護措施054.1大氣條件標準溫度試驗過程中，應確保環(huán)境溫度穩(wěn)定在23℃左右，以模擬常規(guī)使用場景。允許偏差實際溫度與標準溫度的偏差應控制在±5℃以內(nèi)，以確保試驗結(jié)果的準確性。溫度要求濕度要求濕度波動允許實際濕度在40%至60%之間波動，以確保試驗環(huán)境的一致性。相對濕度試驗環(huán)境的相對濕度應保持在50%左右，以模擬正常大氣濕度條件。試驗時應采用標準大氣壓，即101.3kPa，以模擬常規(guī)氣壓條件。標準氣壓確保試驗過程中氣壓波動不超過±1kPa，以保證試驗結(jié)果的可靠性。氣壓穩(wěn)定性氣壓要求塵?？刂圃囼灜h(huán)境應保持較高的潔凈度，塵埃粒子數(shù)量應控制在一定范圍內(nèi)，以避免對試驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。靜電防護采取必要的靜電防護措施，以防止靜電對試驗過程和結(jié)果造成不利影響。潔凈度要求064.2電磁條件mems壓阻式壓力敏感芯片應具備一定的抗干擾能力，以確保在復雜電磁環(huán)境下能夠正常工作?？垢蓴_能力芯片在工作過程中產(chǎn)生的電磁輻射應符合相關標準，避免對周圍電子設備造成干擾。電磁輻射限制電磁兼容性靜電敏感度芯片應具備一定的靜電防護能力，以承受在制造、運輸和使用過程中可能遇到的靜電放電事件。靜電放電測試靜電防護應對芯片進行靜電放電測試，以驗證其靜電防護性能是否達標。0102電磁屏蔽設計為確保芯片的穩(wěn)定性和可靠性，應采取適當?shù)碾姶牌帘未胧?，以減少外部電磁干擾對芯片性能的影響。接地處理良好的接地設計有助于降低芯片在工作過程中產(chǎn)生的電磁干擾，提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電磁屏蔽與接地074.3振動條件在振動環(huán)境下，芯片內(nèi)部的微小結(jié)構可能受到應力作用，導致結(jié)構損傷或性能下降。振動可能導致芯片結(jié)構損傷振動會引入額外的噪聲干擾，影響芯片的信號輸出和測量精度。振動引入噪聲干擾長期在振動環(huán)境下工作，對芯片的可靠性和穩(wěn)定性提出更高要求。振動對芯片可靠性的考驗振動對芯片性能的影響010203根據(jù)實際應用場景和需求，確定振動的頻率范圍、振幅和加速度等參數(shù)。確定振動參數(shù)為確保試驗的準確性和可重復性，需設計專門的振動試驗裝置，以模擬實際振動環(huán)境。設計振動試驗裝置在振動試驗過程中，實時監(jiān)測并記錄芯片的性能變化，包括輸出信號、測量精度等關鍵指標。芯片性能監(jiān)測與記錄試驗方法及要求加強芯片結(jié)構設計優(yōu)化芯片結(jié)構設計，提高其抗振動能力，降低結(jié)構損傷風險。選用高性能材料采用高性能材料制作芯片，以提高其抵御振動應力的能力。嚴格把控生產(chǎn)工藝在生產(chǎn)過程中，嚴格控制各項工藝參數(shù)，確保芯片質(zhì)量符合標準要求。定期進行振動試驗為確保芯片在實際應用中的可靠性，建議定期進行振動試驗，及時發(fā)現(xiàn)并處理潛在問題。應對措施及建議084.4測試系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析與顯示模塊對采集到的信號進行數(shù)據(jù)分析，包括計算壓力值、靈敏度等關鍵參數(shù)，并將結(jié)果以直觀的方式展示給操作人員。壓力控制系統(tǒng)用于提供穩(wěn)定且可調(diào)的壓力環(huán)境，以模擬芯片實際工作條件。信號采集與處理系統(tǒng)負責捕捉壓力敏感芯片輸出的電信號，并進行必要的放大、濾波和數(shù)字化處理。4.4.1系統(tǒng)組成測試系統(tǒng)應具備高準確性，以確保測試結(jié)果的可靠性和有效性。準確性穩(wěn)定性靈敏度系統(tǒng)應具有良好的穩(wěn)定性，能夠在長時間連續(xù)工作過程中保持性能穩(wěn)定。測試系統(tǒng)應具備高靈敏度，以準確捕捉壓力敏感芯片的微小變化。4.4.2系統(tǒng)性能要求為確保測試系統(tǒng)的準確性，應定期進行系統(tǒng)校準，包括壓力傳感器和信號采集與處理系統(tǒng)的校準。定期校準采用標準壓力源對測試系統(tǒng)進行驗證，通過比較測試結(jié)果與標準值的差異來評估系統(tǒng)的性能。驗證方法4.4.3系統(tǒng)校準與驗證VS制定詳細的測試系統(tǒng)操作規(guī)范，確保操作人員能夠正確、安全地使用測試系統(tǒng)。維護保養(yǎng)定期對測試系統(tǒng)進行維護保養(yǎng)，包括清潔、檢查連接線路等，以延長系統(tǒng)的使用壽命。操作規(guī)范4.4.4系統(tǒng)操作與維護095試驗的一般規(guī)定試驗應在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進行，以確保芯片性能的穩(wěn)定性和可靠性。環(huán)境溫度試驗環(huán)境的相對濕度應控制在一定范圍內(nèi)，以避免濕度對試驗結(jié)果的影響。相對濕度應提供穩(wěn)定、可靠的電源，并確保電氣連接良好，以支持試驗的順利進行。電源和電氣條件5.1試驗條件壓力源應具備高精度、高穩(wěn)定性的壓力源，以提供準確的壓力輸入。測量儀器應選用高精度、高分辨率的測量儀器，以確保試驗數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。輔助設備根據(jù)試驗需要，可配備必要的輔助設備，如溫度控制裝置、濕度調(diào)節(jié)裝置等。5.2試驗設備5.3試驗步驟試驗后處理試驗結(jié)束后，應對試驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，并撰寫試驗報告。試驗操作按照規(guī)定的步驟和方法進行試驗操作，包括壓力施加、數(shù)據(jù)記錄等。試驗前準備檢查試驗設備是否完好無損，確保試驗環(huán)境符合條件要求，準備試驗所需的芯片樣品。安全防護試驗過程中應嚴格遵守安全操作規(guī)程，確保人員和設備的安全。數(shù)據(jù)保密異常處理5.4試驗注意事項試驗數(shù)據(jù)涉及商業(yè)機密和技術秘密的，應采取相應的保密措施，防止數(shù)據(jù)泄露。試驗過程中如遇到異常情況或突發(fā)問題，應立即停止試驗并報告相關負責人，以便及時采取措施解決問題。105.1證書文件證書文件的定義證書文件是由國家標準化管理委員會發(fā)布的，證明某一產(chǎn)品、服務或管理體系符合特定標準、技術規(guī)范或法規(guī)要求的文件。在《mems壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法GB/T33922-2017》中，證書文件特指通過圓片級試驗后，證明mems壓阻式壓力敏感芯片性能符合該標準要求的文件。證書文件還應包含發(fā)證機構的名稱、標志、簽字和蓋章等要素，以確保其真實性和有效性。證書文件應包含產(chǎn)品的基本信息，如產(chǎn)品名稱、型號、規(guī)格、生產(chǎn)日期等。證書文件應明確說明產(chǎn)品符合《mems壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法GB/T33922-2017》的要求，并列出具體的試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。證書文件的內(nèi)容010203證書文件是產(chǎn)品符合國家標準的重要證明，可用于產(chǎn)品的市場推廣和銷售。證書文件可作為企業(yè)質(zhì)量管理體系認證的依據(jù)，提升企業(yè)的市場競爭力。在產(chǎn)品出口時，證書文件可幫助產(chǎn)品通過海關檢驗，順利進入國際市場。證書文件的作用企業(yè)應按照《mems壓阻式壓力敏感芯片性能的圓片級試驗方法GB/T33922-2017》的要求進行產(chǎn)品試驗，并確保產(chǎn)品性能符合標準要求。企業(yè)可向國家認證機構或第三方檢測機構申請證書文件，提交相關的試驗報告和申請材料。如何獲取證書文件經(jīng)審核通過后，認證機構或檢測機構將頒發(fā)證書文件，企業(yè)可在產(chǎn)品包裝、宣傳等方面使用。115.2預熱時間預熱時間是指在進行壓力敏感芯片性能測試前，將芯片加熱至穩(wěn)定工作狀態(tài)所需的時間。預熱時間是確保測試準確性和可靠性的重要環(huán)節(jié)，有助于消除芯片初始狀態(tài)對測試結(jié)果的影響。預熱時間的定義芯片材料與結(jié)構采用不同加熱方式（如電熱、激光加熱等）及設備性能差異，會導致預熱速度和效果有所不同。加熱方式與設備環(huán)境條件環(huán)境溫度、濕度等外部條件對預熱過程產(chǎn)生一定影響，需在實際應用中加以考慮。不同材料和結(jié)構的壓力敏感芯片具有不同的熱響應特性，從而影響預熱時間的長短。預熱時間的影響因素預熱時間的確定方法實驗測定通過實驗方法，監(jiān)測芯片在加熱過程中的性能變化，從而確定達到穩(wěn)定工作狀態(tài)所需的具體預熱時間。經(jīng)驗總結(jié)結(jié)合實際應用經(jīng)驗，對同類芯片的預熱時間進行歸納總結(jié)，為后續(xù)測試提供參考依據(jù)。參考芯片技術規(guī)格書根據(jù)芯片制造商提供的技術規(guī)格書，確定推薦的預熱時間范圍。030201125.3連接方式01導線材料選擇應選用導電性能良好、穩(wěn)定性高的導線材料，以確保試驗結(jié)果的準確性。導線連接02導線長度與直徑根據(jù)試驗需求和設備條件，合理選擇導線的長度和直徑，以減小電阻和電感對測試結(jié)果的影響。03連接方式采用可靠的連接方式，如焊接、壓接等，確保導線與芯片之間連接穩(wěn)定，避免出現(xiàn)接觸不良或斷路等問題。連接器性能要求連接器應具有良好的導電性、耐腐蝕性、耐高溫性等性能，以確保在惡劣環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定可靠的連接。連接操作注意事項在進行連接器連接時，需確保操作規(guī)范、力度適中，避免損壞芯片或影響連接質(zhì)量。連接器類型選擇根據(jù)試驗需求和芯片特點，選用合適的連接器類型，如插針式、貼片式等。連接器連接柔性電路板連接通過柔性電路板實現(xiàn)芯片與外部電路的連接，具有彎曲性能好、重量輕、可靠性高等優(yōu)點。無線傳輸連接利用無線通信技術實現(xiàn)芯片與外部設備的連接，無需物理連接線路，具有使用靈活、方便等特點。但需注意無線通信的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸速率等問題。其他連接方式136試驗內(nèi)容和方法確定試驗樣品選擇符合標準要求的MEMS壓阻式壓力敏感芯片作為試驗樣品。試驗設備準備準備所需的試驗設備，包括壓力源、測量儀器、溫控設備等，并確保其準確性和可靠性。試驗環(huán)境搭建搭建符合試驗要求的試驗環(huán)境，包括溫度、濕度、振動等環(huán)境參數(shù)的控制。0302016.1試驗準備6.2試驗步驟初始檢測對試驗樣品進行初始檢測，記錄其外觀、尺寸、性能等參數(shù)。壓力試驗按照規(guī)定的壓力范圍和步長，對試驗樣品進行壓力加載和卸載試驗，并記錄其輸出信號變化。溫度試驗在不同的溫度條件下，對試驗樣品進行性能測試，以評估其溫度特性?？煽啃栽囼炦M行長時間的穩(wěn)定性測試，以評估試驗樣品的可靠性和壽命。6.3試驗結(jié)果分析數(shù)據(jù)處理對試驗過程中獲得的數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出各項性能指標。結(jié)果判定根據(jù)標準要求，對試驗結(jié)果進行判定，確定試驗樣品是否符合性能指標要求。問題反饋如發(fā)現(xiàn)試驗樣品存在問題或不符合要求，應及時向相關部門反饋，以便進行改進和優(yōu)化。6.4注意事項安全操作在進行試驗時，應嚴格遵守安全操作規(guī)程，確保人員和設備的安全。對試驗過程中的所有數(shù)據(jù)和現(xiàn)象進行準確記錄，以便后續(xù)分析和查詢。準確記錄對涉及商業(yè)秘密的試驗內(nèi)容和結(jié)果進行嚴格保密，防止信息泄露。保密要求146.1試驗準備應能夠提供穩(wěn)定、可調(diào)的壓力輸出，以滿足試驗所需的壓力范圍。包括高精度壓力表、數(shù)字萬用表等，用于準確測量和記錄試驗過程中的壓力值和電信號。確保試驗環(huán)境溫度的穩(wěn)定控制，以消除溫度對試驗結(jié)果的影響。防止靜電對芯片造成損害，確保試驗過程的安全性。試驗設備準備壓力源測量儀表溫控設備靜電防護設施選取代表性樣品從同一批次或不同批次的芯片中隨機抽取，確保試驗結(jié)果的普遍性和可靠性。試驗樣品準備樣品數(shù)量確定根據(jù)試驗需求和統(tǒng)計學原理，確定合理的樣品數(shù)量，以平衡試驗成本和結(jié)果準確性。樣品預處理對選取的樣品進行必要的預處理，如清潔、烘干等，以消除表面污染和水分對試驗結(jié)果的影響。采取措施降低環(huán)境噪聲和振動對試驗結(jié)果的影響，如使用減震臺、隔音室等。噪聲與振動控制確保試驗區(qū)域無強電磁干擾源，或采取屏蔽措施降低電磁干擾對試驗結(jié)果的影響。電磁干擾防護根據(jù)試驗要求，設定合理的環(huán)境溫度和濕度范圍，確保試驗條件的一致性。溫度與濕度控制試驗環(huán)境準備156.2電阻電阻是指導體對電流的阻礙作用，是反映導體導電性能的重要參數(shù)。電阻定義在MEMS壓阻式壓力敏感芯片中，電阻的變化直接反映了壓力信號的變化，因此電阻的性能測試至關重要。重要性電阻的定義與重要性電阻的測試方法測試步驟選定測量點、施加壓力、測量電阻值、記錄數(shù)據(jù)并分析結(jié)果。測試原理通過測量芯片上特定電阻的阻值，根據(jù)阻值變化來推算壓力值。影響電阻性能的因素及優(yōu)化措施影響因素材料特性、工藝偏差、溫度等都會對電阻性能產(chǎn)生影響。優(yōu)化措施選用高性能材料、精確控制工藝流程、進行溫度補償?shù)龋蕴岣唠娮璧姆€(wěn)定性和準確性。評估指標主要包括電阻的線性度、靈敏度、遲滯性、重復性等。評估標準依據(jù)國家標準GB/T33922-2017，對各項評估指標進行量化評定，確保電阻性能符合應用需求。電阻性能評估指標及標準166.3常壓輸出定義常壓輸出是指在常溫常壓條件下，壓阻式壓力敏感芯片的輸出信號。01定義與概述概述常壓輸出是評估壓阻式壓力敏感芯片性能的重要指標之一，它反映了芯片在常規(guī)使用環(huán)境下的響應特性。02測試準備確保測試環(huán)境符合常溫常壓條件，選擇合適的測試設備和儀器。信號采集與處理通過測試系統(tǒng)對芯片施加壓力，并實時采集輸出信號。對采集到的信號進行必要的放大、濾波和數(shù)字化處理，以獲得準確的常壓輸出值。數(shù)據(jù)分析與記錄對處理后的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計算常壓輸出的平均值、標準差等參數(shù)，以評估芯片的性能穩(wěn)定性。同時，記錄測試過程中的異常情況以便后續(xù)分析。芯片安裝將待測芯片正確安裝在測試夾具或封裝結(jié)構中，確保芯片與測試系統(tǒng)之間的良好接觸。測試方法與步驟影響因素與注意事項在進行常壓輸出測試時，需嚴格控制測試條件，確保測試結(jié)果的準確性和可靠性。此外，還應定期對測試設備進行校準和維護，以降低設備誤差對測試結(jié)果的影響。注意事項常壓輸出受多種因素影響，包括芯片的材料特性、結(jié)構設計、制造工藝以及測試環(huán)境的溫度、濕度等。這些因素可能導致常壓輸出值產(chǎn)生偏差或波動。影響因素176.4靜態(tài)性能試驗123驗證壓阻式壓力敏感芯片在靜態(tài)條件下的性能表現(xiàn)。評估芯片在不同壓力點下的輸出線性度、重復性、遲滯等關鍵指標。為芯片的實際應用提供可靠的靜態(tài)性能數(shù)據(jù)支持。試驗目的實時采集并記錄芯片的輸出數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)確保試驗過程中芯片處于恒定的溫度環(huán)境。溫控設備01020304用于提供穩(wěn)定、可調(diào)的壓力輸入。高精度壓力源如密封裝置、連接線等。其他輔助工具試驗設備初始化預熱與穩(wěn)定根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，評估芯片的靜態(tài)性能指標，如線性度、重復性、遲滯等。結(jié)果評估在每個壓力點下，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實時