《mems压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法GBT+33922-2017》详细解读

《mems压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法GB/T33922-2017》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4试验条件4.1大气条件4.2电磁条件contents目录4.3振动条件4.4测试系统5试验的一般规定5.1证书文件5.2预热时间5.3连接方式6试验内容和方法contents目录6.1试验准备6.2电阻6.3常压输出6.4静态性能试验6.5温度性能试验011范围本标准主要内容规定了MEMS压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法的术语和定义、试验条件、试验设备、试验步骤及数据处理。适用于采用硅材料制成的MEMS压阻式压力敏感芯片的圆片级性能试验，其他类型的压力传感器芯片也可参照使用。使用MEMS压阻式压力敏感芯片的产品开发商。相关科研机构和检测实验室。MEMS压阻式压力敏感芯片的生产厂商。本标准适用对象提供了统一的试验方法和评价标准，有利于规范市场秩序，提高产品质量。本标准的意义和作用为MEMS压阻式压力敏感芯片的研发和生产提供了技术支持，有助于推动相关产业的发展。为国内外技术交流和合作提供了便利，有利于提升我国在国际上的影响力和竞争力。022规范性引用文件123本标准详细列出了在进行MEMS压阻式压力敏感芯片圆片级试验时需要引用的各种规范性文件。这些引用文件为试验提供了必要的背景、定义和操作方法，确保试验的准确性和可重复性。通过引用这些文件，本标准与其他相关标准和规范形成了紧密的联系，共同构成了MEMS压阻式压力敏感芯片测试和评估的完整体系。引用文件概述关键引用文件GB/TXXXX-XXXX（某标准编号）该标准规定了MEMS器件的基本术语和定义，为理解本标准中的专业术语提供了基础。GB/TYYYY-YYYY（某标准编号）该标准详细描述了MEMS压阻式压力敏感芯片的性能参数和测试方法，对圆片级试验具有直接的指导意义。IECZZZZ-ZZZZ（某国际标准编号）该国际标准涉及半导体器件的可靠性试验方法和程序，为圆片级试验的可靠性评估提供了依据。引用文件的作用确保试验的标准化通过引用相关规范性文件，确保试验过程遵循统一的标准和程序，提高试验结果的可靠性和可比性。促进技术交流与协作推动行业发展引用文件的公开性和普适性有助于促进不同实验室、研究机构和企业在MEMS压阻式压力敏感芯片测试方面的技术交流与协作。规范性引用文件不仅为本标准的实施提供了支持，也为整个MEMS压阻式压力敏感芯片行业的规范化、标准化发展奠定了基础。033术语和定义术语解释MEMS压阻式压力敏感芯片01指采用微机械加工技术制造的，利用压阻效应来测量压力变化的芯片。圆片级试验02指对整片晶圆上的MEMS压阻式压力敏感芯片进行性能测试的方法，以评估芯片的整体性能。灵敏度03指MEMS压阻式压力敏感芯片在单位压力变化下，输出信号的变化量，用于衡量芯片的感应能力。线性度04指MEMS压阻式压力敏感芯片的输出信号与压力变化之间的线性关系程度，用于衡量芯片的测量精度。定义范围本标准所涉及的术语和定义仅适用于MEMS压阻式压力敏感芯片的圆片级试验方法。01术语和定义的解释应基于本标准的上下文进行理解，以确保准确性和一致性。02对于未在本标准中明确定义的术语，应参考相关行业标准或专业文献进行解释。03044试验条件温度试验环境温度应控制在规定范围内，以确保试验结果的准确性和可靠性。湿度试验环境的相对湿度也需符合相关要求，以避免湿度对试验结果的影响。洁净度试验环境应保持一定的洁净度，以减少尘埃等污染物对试验结果的干扰。4.1试验环境应选用高精度、稳定的压力源，以确保施加在芯片上的压力准确且稳定。压力源用于测量芯片性能参数的仪器应具备相应的精度和分辨率，以降低测量误差。测量仪器用于固定和连接芯片的夹具与连接件应设计合理，以确保试验过程中芯片的稳定性和可靠性。夹具与连接件4.2试验设备样品选择应选取符合标准要求的MEMS压阻式压力敏感芯片作为试验样品，以确保试验的有效性和代表性。样品数量根据试验需求和统计学原理，确定合理的样品数量，以充分评估芯片性能的一致性和稳定性。4.3试验样品试验人员应严格遵守试验操作规范，确保试验过程的安全性和可控性。操作规范针对可能出现的风险点，应采取相应的防护措施，如佩戴防护眼镜、使用绝缘手套等，以确保试验人员的人身安全。防护措施4.4安全与防护措施054.1大气条件标准温度试验过程中，应确保环境温度稳定在23℃左右，以模拟常规使用场景。允许偏差实际温度与标准温度的偏差应控制在±5℃以内，以确保试验结果的准确性。温度要求湿度要求湿度波动允许实际湿度在40%至60%之间波动，以确保试验环境的一致性。相对湿度试验环境的相对湿度应保持在50%左右，以模拟正常大气湿度条件。试验时应采用标准大气压，即101.3kPa，以模拟常规气压条件。标准气压确保试验过程中气压波动不超过±1kPa，以保证试验结果的可靠性。气压稳定性气压要求尘埃控制试验环境应保持较高的洁净度，尘埃粒子数量应控制在一定范围内，以避免对试验结果产生干扰。静电防护采取必要的静电防护措施，以防止静电对试验过程和结果造成不利影响。洁净度要求064.2电磁条件mems压阻式压力敏感芯片应具备一定的抗干扰能力，以确保在复杂电磁环境下能够正常工作。抗干扰能力芯片在工作过程中产生的电磁辐射应符合相关标准，避免对周围电子设备造成干扰。电磁辐射限制电磁兼容性静电敏感度芯片应具备一定的静电防护能力，以承受在制造、运输和使用过程中可能遇到的静电放电事件。静电放电测试静电防护应对芯片进行静电放电测试，以验证其静电防护性能是否达标。0102电磁屏蔽设计为确保芯片的稳定性和可靠性，应采取适当的电磁屏蔽措施，以减少外部电磁干扰对芯片性能的影响。接地处理良好的接地设计有助于降低芯片在工作过程中产生的电磁干扰，提高整体系统的稳定性。电磁屏蔽与接地074.3振动条件在振动环境下，芯片内部的微小结构可能受到应力作用，导致结构损伤或性能下降。振动可能导致芯片结构损伤振动会引入额外的噪声干扰，影响芯片的信号输出和测量精度。振动引入噪声干扰长期在振动环境下工作，对芯片的可靠性和稳定性提出更高要求。振动对芯片可靠性的考验振动对芯片性能的影响010203根据实际应用场景和需求，确定振动的频率范围、振幅和加速度等参数。确定振动参数为确保试验的准确性和可重复性，需设计专门的振动试验装置，以模拟实际振动环境。设计振动试验装置在振动试验过程中，实时监测并记录芯片的性能变化，包括输出信号、测量精度等关键指标。芯片性能监测与记录试验方法及要求加强芯片结构设计优化芯片结构设计，提高其抗振动能力，降低结构损伤风险。选用高性能材料采用高性能材料制作芯片，以提高其抵御振动应力的能力。严格把控生产工艺在生产过程中，严格控制各项工艺参数，确保芯片质量符合标准要求。定期进行振动试验为确保芯片在实际应用中的可靠性，建议定期进行振动试验，及时发现并处理潜在问题。应对措施及建议084.4测试系统数据分析与显示模块对采集到的信号进行数据分析，包括计算压力值、灵敏度等关键参数，并将结果以直观的方式展示给操作人员。压力控制系统用于提供稳定且可调的压力环境，以模拟芯片实际工作条件。信号采集与处理系统负责捕捉压力敏感芯片输出的电信号，并进行必要的放大、滤波和数字化处理。4.4.1系统组成测试系统应具备高准确性，以确保测试结果的可靠性和有效性。准确性稳定性灵敏度系统应具有良好的稳定性，能够在长时间连续工作过程中保持性能稳定。测试系统应具备高灵敏度，以准确捕捉压力敏感芯片的微小变化。4.4.2系统性能要求为确保测试系统的准确性，应定期进行系统校准，包括压力传感器和信号采集与处理系统的校准。定期校准采用标准压力源对测试系统进行验证，通过比较测试结果与标准值的差异来评估系统的性能。验证方法4.4.3系统校准与验证VS制定详细的测试系统操作规范，确保操作人员能够正确、安全地使用测试系统。维护保养定期对测试系统进行维护保养，包括清洁、检查连接线路等，以延长系统的使用寿命。操作规范4.4.4系统操作与维护095试验的一般规定试验应在规定的温度范围内进行，以确保芯片性能的稳定性和可靠性。环境温度试验环境的相对湿度应控制在一定范围内，以避免湿度对试验结果的影响。相对湿度应提供稳定、可靠的电源，并确保电气连接良好，以支持试验的顺利进行。电源和电气条件5.1试验条件压力源应具备高精度、高稳定性的压力源，以提供准确的压力输入。测量仪器应选用高精度、高分辨率的测量仪器，以确保试验数据的准确性和可靠性。辅助设备根据试验需要，可配备必要的辅助设备，如温度控制装置、湿度调节装置等。5.2试验设备5.3试验步骤试验后处理试验结束后，应对试验数据进行整理和分析，并撰写试验报告。试验操作按照规定的步骤和方法进行试验操作，包括压力施加、数据记录等。试验前准备检查试验设备是否完好无损，确保试验环境符合条件要求，准备试验所需的芯片样品。安全防护试验过程中应严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。数据保密异常处理5.4试验注意事项试验数据涉及商业机密和技术秘密的，应采取相应的保密措施，防止数据泄露。试验过程中如遇到异常情况或突发问题，应立即停止试验并报告相关负责人，以便及时采取措施解决问题。105.1证书文件证书文件的定义证书文件是由国家标准化管理委员会发布的，证明某一产品、服务或管理体系符合特定标准、技术规范或法规要求的文件。在《mems压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法GB/T33922-2017》中，证书文件特指通过圆片级试验后，证明mems压阻式压力敏感芯片性能符合该标准要求的文件。证书文件还应包含发证机构的名称、标志、签字和盖章等要素，以确保其真实性和有效性。证书文件应包含产品的基本信息，如产品名称、型号、规格、生产日期等。证书文件应明确说明产品符合《mems压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法GB/T33922-2017》的要求，并列出具体的试验数据和结果。证书文件的内容010203证书文件是产品符合国家标准的重要证明，可用于产品的市场推广和销售。证书文件可作为企业质量管理体系认证的依据，提升企业的市场竞争力。在产品出口时，证书文件可帮助产品通过海关检验，顺利进入国际市场。证书文件的作用企业应按照《mems压阻式压力敏感芯片性能的圆片级试验方法GB/T33922-2017》的要求进行产品试验，并确保产品性能符合标准要求。企业可向国家认证机构或第三方检测机构申请证书文件，提交相关的试验报告和申请材料。如何获取证书文件经审核通过后，认证机构或检测机构将颁发证书文件，企业可在产品包装、宣传等方面使用。115.2预热时间预热时间是指在进行压力敏感芯片性能测试前，将芯片加热至稳定工作状态所需的时间。预热时间是确保测试准确性和可靠性的重要环节，有助于消除芯片初始状态对测试结果的影响。预热时间的定义芯片材料与结构采用不同加热方式（如电热、激光加热等）及设备性能差异，会导致预热速度和效果有所不同。加热方式与设备环境条件环境温度、湿度等外部条件对预热过程产生一定影响，需在实际应用中加以考虑。不同材料和结构的压力敏感芯片具有不同的热响应特性，从而影响预热时间的长短。预热时间的影响因素预热时间的确定方法实验测定通过实验方法，监测芯片在加热过程中的性能变化，从而确定达到稳定工作状态所需的具体预热时间。经验总结结合实际应用经验，对同类芯片的预热时间进行归纳总结，为后续测试提供参考依据。参考芯片技术规格书根据芯片制造商提供的技术规格书，确定推荐的预热时间范围。030201125.3连接方式01导线材料选择应选用导电性能良好、稳定性高的导线材料，以确保试验结果的准确性。导线连接02导线长度与直径根据试验需求和设备条件，合理选择导线的长度和直径，以减小电阻和电感对测试结果的影响。03连接方式采用可靠的连接方式，如焊接、压接等，确保导线与芯片之间连接稳定，避免出现接触不良或断路等问题。连接器性能要求连接器应具有良好的导电性、耐腐蚀性、耐高温性等性能，以确保在恶劣环境下仍能保持稳定可靠的连接。连接操作注意事项在进行连接器连接时，需确保操作规范、力度适中，避免损坏芯片或影响连接质量。连接器类型选择根据试验需求和芯片特点，选用合适的连接器类型，如插针式、贴片式等。连接器连接柔性电路板连接通过柔性电路板实现芯片与外部电路的连接，具有弯曲性能好、重量轻、可靠性高等优点。无线传输连接利用无线通信技术实现芯片与外部设备的连接，无需物理连接线路，具有使用灵活、方便等特点。但需注意无线通信的稳定性和数据传输速率等问题。其他连接方式136试验内容和方法确定试验样品选择符合标准要求的MEMS压阻式压力敏感芯片作为试验样品。试验设备准备准备所需的试验设备，包括压力源、测量仪器、温控设备等，并确保其准确性和可靠性。试验环境搭建搭建符合试验要求的试验环境，包括温度、湿度、振动等环境参数的控制。0302016.1试验准备6.2试验步骤初始检测对试验样品进行初始检测，记录其外观、尺寸、性能等参数。压力试验按照规定的压力范围和步长，对试验样品进行压力加载和卸载试验，并记录其输出信号变化。温度试验在不同的温度条件下，对试验样品进行性能测试，以评估其温度特性。可靠性试验进行长时间的稳定性测试，以评估试验样品的可靠性和寿命。6.3试验结果分析数据处理对试验过程中获得的数据进行处理和分析，得出各项性能指标。结果判定根据标准要求，对试验结果进行判定，确定试验样品是否符合性能指标要求。问题反馈如发现试验样品存在问题或不符合要求，应及时向相关部门反馈，以便进行改进和优化。6.4注意事项安全操作在进行试验时，应严格遵守安全操作规程，确保人员和设备的安全。对试验过程中的所有数据和现象进行准确记录，以便后续分析和查询。准确记录对涉及商业秘密的试验内容和结果进行严格保密，防止信息泄露。保密要求146.1试验准备应能够提供稳定、可调的压力输出，以满足试验所需的压力范围。包括高精度压力表、数字万用表等，用于准确测量和记录试验过程中的压力值和电信号。确保试验环境温度的稳定控制，以消除温度对试验结果的影响。防止静电对芯片造成损害，确保试验过程的安全性。试验设备准备压力源测量仪表温控设备静电防护设施选取代表性样品从同一批次或不同批次的芯片中随机抽取，确保试验结果的普遍性和可靠性。试验样品准备样品数量确定根据试验需求和统计学原理，确定合理的样品数量，以平衡试验成本和结果准确性。样品预处理对选取的样品进行必要的预处理，如清洁、烘干等，以消除表面污染和水分对试验结果的影响。采取措施降低环境噪声和振动对试验结果的影响，如使用减震台、隔音室等。噪声与振动控制确保试验区域无强电磁干扰源，或采取屏蔽措施降低电磁干扰对试验结果的影响。电磁干扰防护根据试验要求，设定合理的环境温度和湿度范围，确保试验条件的一致性。温度与湿度控制试验环境准备156.2电阻电阻是指导体对电流的阻碍作用，是反映导体导电性能的重要参数。电阻定义在MEMS压阻式压力敏感芯片中，电阻的变化直接反映了压力信号的变化，因此电阻的性能测试至关重要。重要性电阻的定义与重要性电阻的测试方法测试步骤选定测量点、施加压力、测量电阻值、记录数据并分析结果。测试原理通过测量芯片上特定电阻的阻值，根据阻值变化来推算压力值。影响电阻性能的因素及优化措施影响因素材料特性、工艺偏差、温度等都会对电阻性能产生影响。优化措施选用高性能材料、精确控制工艺流程、进行温度补偿等，以提高电阻的稳定性和准确性。评估指标主要包括电阻的线性度、灵敏度、迟滞性、重复性等。评估标准依据国家标准GB/T33922-2017，对各项评估指标进行量化评定，确保电阻性能符合应用需求。电阻性能评估指标及标准166.3常压输出定义常压输出是指在常温常压条件下，压阻式压力敏感芯片的输出信号。01定义与概述概述常压输出是评估压阻式压力敏感芯片性能的重要指标之一，它反映了芯片在常规使用环境下的响应特性。02测试准备确保测试环境符合常温常压条件，选择合适的测试设备和仪器。信号采集与处理通过测试系统对芯片施加压力，并实时采集输出信号。对采集到的信号进行必要的放大、滤波和数字化处理，以获得准确的常压输出值。数据分析与记录对处理后的数据进行统计分析，计算常压输出的平均值、标准差等参数，以评估芯片的性能稳定性。同时，记录测试过程中的异常情况以便后续分析。芯片安装将待测芯片正确安装在测试夹具或封装结构中，确保芯片与测试系统之间的良好接触。测试方法与步骤影响因素与注意事项在进行常压输出测试时，需严格控制测试条件，确保测试结果的准确性和可靠性。此外，还应定期对测试设备进行校准和维护，以降低设备误差对测试结果的影响。注意事项常压输出受多种因素影响，包括芯片的材料特性、结构设计、制造工艺以及测试环境的温度、湿度等。这些因素可能导致常压输出值产生偏差或波动。影响因素176.4静态性能试验123验证压阻式压力敏感芯片在静态条件下的性能表现。评估芯片在不同压力点下的输出线性度、重复性、迟滞等关键指标。为芯片的实际应用提供可靠的静态性能数据支持。试验目的实时采集并记录芯片的输出数据。数据采集系统确保试验过程中芯片处于恒定的温度环境。温控设备01020304用于提供稳定、可调的压力输入。高精度压力源如密封装置、连接线等。其他辅助工具试验设备初始化预热与稳定根据试验数据，评估芯片的静态性能指标，如线性度、重复性、迟滞等。结果评估在每个压力点下，通过数据采集系统实时