01 什么是MEMSMEMS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。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。 传感器广泛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传感器都扮演着重要角色。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。 02 MEMS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 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 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 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... 03 MEMS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。 |