本發(fā)明屬于mems芯片應(yīng)力測試，具體涉及一種用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、mems(micro-electric?mechanical?systems)是微電子機(jī)械系統(tǒng)的簡稱，它是指在集成電路技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用微加工技術(shù)將機(jī)械元件和電子元件融合于一體的微型集成技術(shù)。mems器件主要分為微傳感器、微執(zhí)行器和微控制器，其特征尺寸從幾微米到幾毫米不等，具有小型化、批量生產(chǎn)、微電子集成以及高精度并行制造等優(yōu)點。采用mems技術(shù)制作的微型馬達(dá)、微陀螺儀、壓力傳感器、加速度傳感器、微開關(guān)等器件被廣泛地應(yīng)用于航空、航天、汽車、軍事、環(huán)境監(jiān)控、生物醫(yī)學(xué)等幾乎人們所接觸到的所有領(lǐng)域中。

2、在各種mems器件的絕大多數(shù)的應(yīng)用場景中，高精度和高穩(wěn)定性是人們對mems器件的一致性要求。例如：作為導(dǎo)航定位的核心傳感器之一，微加速度計的輸出誤差會嚴(yán)重地影響導(dǎo)航定位的精度，這是由于加速度誤差是以二重積分的形式傳遞到位置誤差中。

3、許多因素會導(dǎo)致mems器件的精度和穩(wěn)定性下降，例如：溫度、濕度、環(huán)境磁場、芯片制造的殘余應(yīng)力、裝配的應(yīng)力。其中芯片制造的殘余應(yīng)力和裝配應(yīng)力是影響mems芯片具有高精度和高穩(wěn)定性的重要因素之一。

4、應(yīng)力分為拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，拉應(yīng)力和壓應(yīng)力對mems芯片能產(chǎn)生不同的影響，例如：在mems芯片中常見的彈簧梁結(jié)構(gòu)上，施加拉應(yīng)力能讓彈簧的剛度系數(shù)變小，相反施加壓應(yīng)力能讓彈簧的剛度系數(shù)變大，其次，施加應(yīng)力的大小，與其產(chǎn)生的彈簧剛度變化線性相關(guān)，而彈簧的剛度系數(shù)與mems芯片的諧振頻率、靈敏度緊密相關(guān)。

5、在施加的應(yīng)力的某個臨界值附近，例如：施加的拉應(yīng)力漸漸減小，在轉(zhuǎn)折點變?yōu)閴簯?yīng)力，應(yīng)力對mems芯片的影響可能會發(fā)生相反的效果；mems芯片安裝在測試裝置上，需要一次性測試完畢，不可二次安裝測試，否則mems芯片所受的初始應(yīng)力狀態(tài)會受安裝誤差的影響發(fā)生跳變。觀察某個設(shè)定點的應(yīng)力對mems芯片的影響，需要該點施加的應(yīng)力連續(xù)線性變化，這樣才可全面的掌握應(yīng)力對其影響的變化趨勢，進(jìn)而對mems芯片做出優(yōu)化和調(diào)整。

6、因此如何一次性地對mems芯片上設(shè)定的點位施加連續(xù)線性變化的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，從而全面的掌握應(yīng)力對芯片性能的影響，這在mems芯片的實際應(yīng)用中具有重要的意義。

7、現(xiàn)有技術(shù)中對芯片應(yīng)力測試時只能在電路板的邊角施加單方向應(yīng)力，無法在芯片的設(shè)定點位一次性地施加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，而且施加的應(yīng)力的大小具有離散性，不能線性且連續(xù)的變化，測試精度較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置及其使用方法，在測試過程中能在芯片的設(shè)定點位一次性地施加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，且施加的應(yīng)力大小可以線性且連續(xù)變化，提高了測試效率和精度。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、第一方面，提供一種用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，包括：上工裝，所述上工裝設(shè)有用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第一力臂；下工裝，所述下工裝設(shè)有用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第二力臂；上工裝與下工裝相對設(shè)置，且第一力臂朝向下工裝，第二力臂朝向上工裝；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動芯片在第一力臂和第二力臂之間移動，從而通過第一力臂和第二力臂一次性地對芯片上的設(shè)定點位施加連續(xù)性變化的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。

4、進(jìn)一步地，所述上工裝設(shè)有若干用于安裝第一力臂的若干第一力臂安裝孔。

5、進(jìn)一步地，所述下工裝設(shè)有若干用于安裝第二力臂的若干第二力臂安裝孔。

6、進(jìn)一步地，所述下工裝設(shè)有若干下工裝固定孔。

7、進(jìn)一步地，所述芯片安裝在電路板上，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動所述電路板進(jìn)而驅(qū)動所述芯片移動；所述電路板上設(shè)有若干用于連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)的第三連接孔。

8、進(jìn)一步地，所述下工裝設(shè)有用于安裝定位銷的若干定位銷安裝孔，所述定位銷用于對電路板進(jìn)行定位。

9、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括升降臺，所述升降臺通過設(shè)置在所述下工裝上的若干升降臺安裝孔安裝在所述下工裝上。

10、進(jìn)一步地，所述升降臺配置有用于測量升降臺的工作臺面位移的標(biāo)尺。

11、進(jìn)一步地，所述上工裝設(shè)有若干第一連接孔，所述下工裝設(shè)有若干第二連接孔，所述第一連接孔和第二連接孔用于連接所述上工裝和所述下工裝，并用于調(diào)整所述上工裝和所述下工裝的相對位置。

12、第二方面，提供一種第一方面所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置的使用方法，包括：將上工裝、下工裝和驅(qū)動機(jī)構(gòu)組裝成用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置；通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動芯片在第一力臂和第二力臂之間移動，并使第一力臂和第二力臂分別在芯片的設(shè)定點位上產(chǎn)生對應(yīng)的應(yīng)力，并記錄驅(qū)動機(jī)構(gòu)的位移。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明通過在上工裝設(shè)用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第一力臂，在下工裝設(shè)用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第二力臂，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動芯片在第一力臂和第二力臂之間移動，并使第一力臂和第二力臂分別在芯片的設(shè)定點位上產(chǎn)生對應(yīng)的應(yīng)力，在測試過程中能在芯片的設(shè)定點位一次性地施加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，且施加的應(yīng)力大小可以線性且連續(xù)變化，提高了測試效率和精度。

技術(shù)特征：

1.一種用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述上工裝（1）設(shè)有若干用于安裝第一力臂（11）的若干第一力臂安裝孔（12）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述下工裝（2）設(shè)有若干用于安裝第二力臂（21）的若干第二力臂安裝孔（22）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述下工裝（2）設(shè)有若干下工裝固定孔（26）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述芯片（4）安裝在電路板（5）上，驅(qū)動機(jī)構(gòu)通過驅(qū)動所述電路板（5）進(jìn)而驅(qū)動所述芯片（4）移動；所述電路板（5）上設(shè)有若干用于連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)的第三連接孔（51）。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述下工裝（2）設(shè)有用于安裝定位銷的若干定位銷安裝孔（24），所述定位銷用于對電路板（5）進(jìn)行定位。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括升降臺，所述升降臺通過設(shè)置在所述下工裝（2）上的若干升降臺安裝孔（25）安裝在所述下工裝（2）上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述升降臺配置有用于測量升降臺的工作臺面（32）位移的標(biāo)尺（31）。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置，其特征在于，所述上工裝（1）設(shè)有若干第一連接孔（13），所述下工裝（2）設(shè)有若干第二連接孔（23），所述第一連接孔（13）和第二連接孔（23）用于連接所述上工裝（1）和所述下工裝（2），并用于調(diào)整所述上工裝（1）和所述下工裝（2）的相對位置。

10.一種權(quán)利要求1~9任一項所述的用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置的使用方法，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于測試應(yīng)力對芯片影響的實驗裝置及其使用方法，裝置包括：上工裝，所述上工裝設(shè)有用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第一力臂；下工裝，所述下工裝設(shè)有用于對芯片的設(shè)定點位進(jìn)行施力的第二力臂；上工裝與下工裝相對設(shè)置，且第一力臂朝向下工裝，第二力臂朝向上工裝；驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動芯片在第一力臂和第二力臂之間移動，從而通過第一力臂和第二力臂一次性地對芯片上的設(shè)定點位施加連續(xù)性變化的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。本發(fā)明在測試過程中能在芯片的設(shè)定點位一次性地施加拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，且施加的應(yīng)力大小可以線性且連續(xù)變化，提高了測試效率和精度。

技術(shù)研發(fā)人員：李嘉程,周六輝,王甫,周銘,謝會開,鳳瑞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華東光電集成器件研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26