使用光学测试硅封装MEMS器件内部振动特性
MEMS器件的动态特性测试和机械响应可视化对于产品开发、故障排除和有限元模型验证来说非常重要。Polytec公司的MSA显微式激光测振仪能快速、准确地测试显微结构的面外振动(OOP)和面内振动(IP)。全新的MSA-650 IRIS显微式激光测振仪甚至可以透过完整的微型硅密封器件进行测试，如惯性传感器，MEMS麦克风，压力传感器等
亮点
//- 通过硅封装器件的不同层测试MEMS动态特性
- 实时面外振动测试，最大带宽高达25 MHz
- 亚皮米级面外振动位移分辨率
- MEMS器件的最终有限元模型验证
- 更好地分离器件的各个层
- 频闪法测试面内振动，带宽高达2.5 MHz
- 易于集成至生产线上的自动测试系统(兼容商用探针台)
更好地分离器件的各个层
MSA-650 IRIS测试系统包括控制器、带有额外参考通道的信号发生器，超高精度红外光源的光学头和强大的配套软件包。其专用的红外相机和低相干SLD源，是在其透过硅帽获取完整硅封装结构在工作条件下的整个层制结构的动态特性的关键。
硅封装MEMS器件的模态测试
由于硅在波长为1050nm以上的近红外光谱中是透明的，基于红外干涉仪的振动测量技术使得获取密封MEMS器件最真实和最有代表性的振动特性成为可能。
Polytec全新的最先进的且已获得专利技术的MSA系统能确保最佳数据质量，更好的分离MEMS器件的各个层。MSA-650 IRIS显微式激光测振仪内置专用红外相机和低相干SLD源，是目前世界上唯一能透过硅封装结构获取完整动态特性的系统，其实时面外振动带宽高达25MHz，面内振动分辨率低至30nm。
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Solutions for MEMS testing using Laser Vibrometry
March 24, 2026 at 11 AM PST
采用领先的振动分析技术
为了利用激光多普勒振动测量(LDV)对封装MEMS器件进行深入研究，需要了解硅的光学特性。虽然硅对可见光是不透明的，但它在从波长1050nm起的近红外范围内则显示出良好的透射性。然而也有极限性，在波长为1550 nm时硅的折射率高达3.4，这导致在器件边界处有相当大的菲涅耳反射。
Polytec采用低相干光来提高精度，该技术已荣获国际专利。与激光相反，超辐射二极管发出的低相干光只有在干涉仪中的光路与光源的相干长度相等时才会产生干涉，从而将焦点处以外的光排除在外。这一原理被用于白光干涉仪或光学相干层析术，现在首次用于激光多普勒测振仪(LDV)。对MEMS器件进行扫描测试时，带宽高达25 MHz，振幅分辨率达100 fm/ Hz。
提前检测气密性密封失效，防患于未然
在产品研发与生产周期的早期阶段及时发现气密性密封失效问题，能够有效节省时间、降低成本，并守护品牌声誉。借助 MSA‑650 IRIS 系统，无需破坏硅帽封装，即可对器件开展全面的机械质量评估 —— 覆盖从设计验证到晶圆级筛选的全流程，确保 MEMS 器件在出厂前即具备高可靠性。
在量产前验证 MEMS 设计 —— 而非失效后补救
借助 MSA‑650 IRIS，可在完全封装的 MEMS 器件上，依据真实器件运行表现验证有限元模型，无需破坏性开盖。通过完整硅帽，以皮米级分辨率测量特征振型、谐振频率及应力引发的频率偏移。仅需数周即可发现设计错误，而非耗时数月，减少原型迭代次数，实现一次设计即成功。将仿真从经验推测转变为可靠预测，降低研发成本，加速产品上市。
掌握真实品质因数 —— 确保气密性能
MSA‑650 IRIS 可透过硅帽直接测量机械品质因数（Q‑factor），揭示电学测试无法识别的真实阻尼与真空完整性。它能在数小时内检测出封装泄漏，而非耗时数月；可将机械品质因数与电学干扰信号区分开来，并为气密性密封建立量化验收标准。从而降低现场失效概率，消除代价高昂的可靠性隐患，同时提供客观的质量指标，保障品牌声誉与法规合规性。
消除封装应力隐患 —— 锁定频率稳定性
MSA‑650 IRIS 可实时揭示封装引起的频率偏移与应力分布，凭借量化反馈优化芯片粘接材料、固化曲线及装配工艺。通过完整无损的硅帽，即可测量由热应力导致的谐振频率偏移、确定最佳胶层厚度并验证应力隔离结构。由此降低频率离散性，实现首批产品即满足规格要求，并通过减少可补偿漂移来降低校准成本。
晶圆级智能测试 —— 只出货已知合格器件
在投入封装成本之前，即可将 MSA‑650 IRIS 与探针台集成，实现自动化机械质量管控。在符合生产节拍的周期内，对全部芯片进行谐振频率、振型完整性及品质因数（Q‑factor）合规性筛选。可检测出电气测试无法识别的硅帽分层、真空密封失效及结构缺陷。仅出货经过机械性能验证的器件，从而提升出厂质量、减少现场退货，守护品牌声誉。
更快定位失效 —— 无损检测直击根本原因
MSA‑650 IRIS 可在不破坏封装的前提下，透过完整硅帽对已封装的 MEMS 器件进行无损失效分析，在保留原始证据的同时揭示机械层面的根本原因。无需开盖即可识别谐振器粘连、量化异常阻尼、检测帽层分层，并区分设计缺陷与工艺偏差，避免开盖造成的伪失效。缩短失效分析周期，基于真实数据实施纠正措施，并凭借量化的机械性能数据向客户与监管机构展示持续改进成果。
MSA-650 基于IRIS技术的硅封装MEMS光学特性表征
探索Polytec MSA-650 IRIS激光多普勒振动仪的独特功能，实现对封装MEMS器件的精准非接触式测量。了解先进红外技术如何突破材料屏障，实现精确的振动分析。
配件与组件
A-MOB-xxxx Bright Field Objectives
For out-of-plane and in-plane vibration measurement. Available magnifications: 2.5x, 5x, 10x, 20x, 50x.
A-STD-TST-01 Test Stand
Test stand providing ample workspace. With motorized z-axis, travel range 200 mm.
A-STD-BAS-02 Base Stand
Rigid support for the sensor head. Includes manual focus block with 100 mm travel range with coarse and fine drive. Interfaces to commercially available optical tables.
A-STD-F50 Focus Block
Travel range 50 mm. With coarse and fine drive for manual z-axis adjustment of the sensor head. Interfaces with commercially available wafer probe stations.
A-TAB-AIR-01 Active Vibration Isolation Table
Air-damped vibration isolation table with active level adjustment. Compatibility: A-STD-TST-01 Test Stand, A-STD-BAS-02 Base Stand.
A-TAB-ELC-01 Active Vibration Isolation Table
Electronically controlled voice coil stabilization for highest isolation performance. Compatibility: A-STD-TST-01 Test Stand, A-STD-BAS-02 Base Stand.
A-BBO-ME02 Breadboard
Breadboard with metric hole pattern. Footprint 900 mm x 600 mm. Compatibility: A-STD-BAS-02 Base Stand.
A-AVI-MELA Active Vibration Isolation Breadboard
Electronically controlled for highest vibration isolation performance. With metric hole pattern. Footprint 600 x 800 mm. Compatibility: A-STD-BAS-02 Base Stand.
A-SPK-0008 Wafer Prober Module
Together with the A-PST-200P XY Positioning Stage, the wafer prober module forms a motorized platform for electrical contacting and high-precision measurement of wafers and substrates up to 200 mm in diameter.
A-SPK-0010 Vacuum Prober Module
Vacuum and purge lines. Micro manipulator for handling of four electrical probes.
相关产品
MSA IRIS 测试服务
这项全新的专利测量技术，能对硅封装微机电系统（MEMS）开展全方位、极具代表性的分析工作，即便隔着硅封盖，也能精准测量其动力学特性。Polytec 的专业团队满怀热忱，期待接收您的封装 MEMS 样品，为您提供模态测试服务，深入进行可行性研究。无论您的封装微结构正处于开发、原型制作，亦或是生产的任一阶段，我们都能全程为您提供专业咨询 。
MSA-600 显微式激光测振仪
MSA-600 显微式激光测振仪专为 MEMS 及显微结构测量而打造，是一款能够获取三维静态与动态特性的一体化光学测量解决方案。它在加速产品开发流程、优化产品质量控制方面表现卓越，甚至可集成至商用探针台，用于晶圆级测试。目前，该仪器的性能已提升至高达 8 GHz。
MSA-100-3D 显微式激光测振仪
3D显微式激光测振仪同时记录XYZ三个方向的振动分量，测试带宽覆盖DC~25 MHz，每向的振幅分辨率均达到亚皮米级，可用于面内和面外振动测试。
PSV 软件
PSV 软件作为每一套 Polytec 全场扫描式激光测振仪测试系统的核心组件，功能极为强大，同时操作简便。它能够快速完成振动测试数据的采集、显示与编辑工作，并且在所有 PSV 扫描式激光测振仪中均已预先安装。此外，PSV 软件的应用范围广泛，还适用于所有 MSA 显微式激光测振仪，以及基于工业机器人的自动化测振站 RoboVib® ，为各类振动测量工作提供了统一且高效的软件支持平台 。