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所屬學(xué)科組：地球物理裝備技術(shù)
實(shí)驗室負責人： 馮方方
辦公位置：地1-605
聯(lián)系電話(huà)：82998468

實(shí)驗室概況　儀器介紹　實(shí)驗室成員　工作內容　收費標準　聯(lián)系方式 

實(shí)驗室概況 

　　MEMS傳感器測試平臺系統主要用于高精度、低噪聲MEMS傳感器件及其組件的測試、檢測、標定、及其系統研發(fā)與生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)工作。可以承擔MEMS加速度表頭裸芯片，MEMS加速度表頭封裝芯片，MEMS加速度傳感器及其ASIC的測試與分析任務(wù)，具備MEMS加速度傳感器制造的質(zhì)量監控功能。

　　主要測試系統包括：硅晶片特性檢測工作站、MEMS芯片C-V測試系統，MEMS芯片Q值測試系統，MEMS芯片開(kāi)環(huán)傳遞函數測試系統，機械沖擊測試系統，溫度強化測試系統，傳感器頻率特性測試系統，加速度傳感器重力場(chǎng)標定測試系統，傳感器噪聲測試系統等。　

　　1）硅晶片特性檢測工作站 

　　檢測工作站包括：光學(xué)顯微鏡Nikon SMZ645，電子、紅外顯微鏡Olympus BX51-IR，晶片表面分析平臺，電子探針臺，及自研設備芯片剪切測試機、真空操作臺。該工作站用于檢測與分析MEMS芯片和芯片內部（臂、梁等）構件表面結構和大小等物理特性。

　　電子、紅外顯微鏡Olympus BX51-IR，利用反射和近紅外透射原理觀(guān)測晶圓、化合物半導體的內部，封裝芯片內部以及表面觀(guān)察。紅外鏡頭涵蓋從可見(jiàn)光到近紅外整個(gè)波段，可以明場(chǎng)、暗場(chǎng)、偏光、熒光方式觀(guān)察。使用軟件能實(shí)現MEMS芯片的反射或透射的照相功能和尺寸大小的測量。（MEMS實(shí)驗室圖1-1）

　　晶片表面分析平臺（輪廓儀ZYGO NewView 7300s），觀(guān)察雜質(zhì)分布或結構缺陷，表面粗糙度分析，獲得表面形貌的三維圖像。（MEMS實(shí)驗室圖1-2）　

　　2）MEMS芯片C-V測試系統 

　　MEMS芯片C-V測試系統平臺用于硅晶片切割后及封裝后的MEMS芯片C-V特性檢測與分析，以掌握MEMS加速度器芯片制造過(guò)程中的情況，為MEMS實(shí)驗室自研設備。（MEMS實(shí)驗室圖2）

    性能指標：
    ① 步進(jìn)掃描電壓：-40V—+40V之間任意電壓范圍；
    ② 電壓精度：0.001V；
    ③ 任意方向線(xiàn)性?huà)呙瑁p正向掃描、雙反向掃描、單正向掃描、單反向掃描等。

    3）MEMS芯片Q值測試系統 

　　自研測試系統，采用自由振蕩響應方法，檢測MEMS芯片品質(zhì)因數Q，獲得阻尼自然振蕩頻率和衰減系數、摩擦系數、無(wú)阻尼自然振蕩頻率、阻尼系數等參數，可以判定MEMS芯片抽真空情況。（MEMS實(shí)驗室圖3）　

　　4）MEMS芯片開(kāi)環(huán)傳遞函數測試系統 

　　針對MEMS芯片所研發(fā)的，用于測試MEMS芯片的固有開(kāi)環(huán)頻率特性并確定其開(kāi)環(huán)傳遞函數的測試系統。既可采用外部機械振動(dòng)激勵MEMS芯片，也可采用靜電力激勵MEMS芯片振動(dòng)。（MEMS實(shí)驗室圖4）

　　5）傳感器頻率特性測試系統 

　　傳感器的頻率特性是表征其物理特征的主要設計與性能指標之一。通過(guò)頻率特性測試，以驗證傳感器的動(dòng)態(tài)特性。傳感器頻率特性測試系統由系統1和系統2組成，可實(shí)現的物理激振頻率范圍為0.01Hz至20KHz。

　　傳感器頻率特性測試系統（系統1）：可實(shí)現在0.01～200Hz范圍內的幅頻特性和相頻特性的測試；多普勒激光掃描振動(dòng)測試儀（系統2），振動(dòng)頻率30Hz～20kHz，系統主要由多普勒激光掃描振動(dòng)測量系統和數據采集與數據處理分析應用軟件組成。不僅可測MEMS器件的機械振動(dòng)模態(tài)，還可輔助測試MEMS器件的頻率響應。（MEMS實(shí)驗室圖5-1和圖5-2）　

　　6）傳感器溫度重力場(chǎng)標定測試系統 

　　自研系統，可實(shí)現在重力場(chǎng)下對MEMS加速度傳感器的標定、測試。并可在室溫和-40℃至+85℃溫度范圍內對MEMS加速度傳感器進(jìn)行溫度特性標定。

　　具體實(shí)現傳感器的模型方程的性能系數：偏置K0、靈敏度K1、二次非線(xiàn)性系數K2；傳感器模型系數的溫度特性：偏置K0、靈敏度K1、二次非線(xiàn)性系數K2的溫度靈敏度和最大回程誤差；傳感器的穩定性和重復性測試：偏置K0、靈敏度K1的穩定性和重復性測試。（MEMS實(shí)驗室圖6）　　

　　7）溫度強化測試系統 

　　該系統用于傳感器的工作溫度特性測試與溫度強化測試，以檢驗傳感器芯片及傳感器件的可靠性。系統主要特點(diǎn)：可執行美國MIL-STD-810C中規定的環(huán)境溫度強化測試。溫度范圍-65℃～180℃。（MEMS實(shí)驗室圖7）

　　8）傳感器噪聲測試系統 

　　針對模擬傳感器和數字傳感器，測試系統都可以針對性完成噪聲測試任務(wù)。實(shí)驗室的測試環(huán)境由隔音室、光學(xué)平臺、隔振臺和平衡臺構成。模擬噪聲由SR785或Agilent35670A動(dòng)態(tài)分析儀采集分析，數字噪聲由NI 6281數字采集處理，并自研了顯示、存儲分析軟件。（MEMS實(shí)驗室圖8）系統主要特點(diǎn)：3.6平米靜音室；機械隔振平臺：1.5Hz至100Hz范圍，衰減20dB – 40dB。　　

　　9）機械沖擊測試系統 

　　該系統用于測試和驗證芯片、傳感器設計、封裝等的抗沖擊能力。主要特點(diǎn)：半正弦1500g, 2000g，0.5ms的機械沖擊測試，并可擴展至5000g。（MEMS實(shí)驗室圖9）　　

    馮方方，實(shí)驗室主任，正高級工程師，入選海外高級人才庫，主持并參與了國家“十二五、十三五”重大專(zhuān)項課題，承擔傳感器與電路規模化封裝和測試等工作，具有豐富的傳感器及電路封裝測試系統研制經(jīng)驗。辦公地點(diǎn)：地1-605，電話(huà)：82998468。　　

　　董旸，實(shí)驗室成員，博士，測控技術(shù)與儀器，傳感器、芯片測試方法、測試系統研發(fā)。辦公地點(diǎn)：地1-612，電話(huà)：82998440。　　

　　麻三懷，實(shí)驗室成員，博士，電子信息與技術(shù)，傳感器、芯片測試方法、測試系統研發(fā)，負責儀器的日常維護、維修及運行。辦公地點(diǎn)：地7-229，，電話(huà)：82998615。　

　　1）MEMS芯片特性檢測；
　　2）MEMS芯片C/V測試；
　　3）MEMS芯片Q值測試；
　　4）MEMS芯片開(kāi)環(huán)傳遞函數測試
　　5）傳感器的頻率特性測試；
　　6）傳感器溫度重力場(chǎng)標定；
　　7）溫度強化測試；
　　8）傳感器噪聲測試；
　　9）機械沖擊測試。　　

　　實(shí)驗室位置：地7樓-229
　　聯(lián)系電話(huà)：010-82998615