Caractérisation optique de la dynamique sur les MEMS encapsulés

La caractérisation dynamique des dispositifs MEMS pour mesurer et visualiser la réponse mécanique est importante pour le développement de produits, le dépannage et la validation du modèle FE. Les analyseurs de microsystèmes MSA Polytec fournissent des mesures optiques rapides et précises des mouvements hors plan (OOP) et dans le plan (IP). Jusqu'à présent, cela a été limité aux composants déballés qui sont optiquement accessibles. Désormais, le Polytec MSA-650 IRIS Micro System Anlayzer permet même de mesurer à travers des capuchons en silicone intacts sur des microstructures encapsulées comme par ex. capteurs intertial, microphones MEMS, capteurs de pression et plus encore.

Points forts

  • Capacité IR de mesurer la dynamique des MEMS à travers différentes couches de dispositifs recouverts de silicium
  • Mesure de réponse hors plan en temps réel jusqu'à 25 MHz (sans post-traitement)
  • Résolution de déplacement hors plan sous-picométrique
  • Validation simple du modèle FE de MEMS à l'état final
  • Séparation supérieure des couches individuelles de l'appareil
  • Microscope vidéo stroboscopique pour mesurer le mouvement dans le plan jusqu'à 2,5 MHz
  • Système automatisé qui s'intègre bien pour la production (compatibilité de la station de sonde)

Séparation supérieure des couches individuelles de l'appareil

La solution de mesure clé en main MSA-650 IRIS comprend un contrôleur, un générateur de fonctions avec des canaux de référence supplémentaires, une puissante suite logicielle de balayage optique et une tête de capteur optique avec une conception optique IR sophistiquée. Avec sa caméra IR dédiée et une source SLD à faible cohérence, c'est le premier système de mesure des vibrations plein champ pour capturer des couches entières d'échantillons à travers des capuchons en silicium dans des conditions de fonctionnement. Cette technologie d'interféromètre brevetée offre une excellente qualité de données grâce à une séparation supérieure des couches individuelles de l'appareil.

Analyse modale des MEMS encapsulés dans du silicium

Comme le silicium est transparent dans le spectre proche infrarouge au-dessus des longueurs d'onde de 1050 nm, la technologie sous-jacente de la mesure des vibrations basée sur l'interféromètre infrarouge ouvre la possibilité d'inspecter les MEMS encapsulés pour des résultats d'analyse authentiques et plus représentatifs. La toute nouvelle technologie d'interféromètre de pointe brevetée de Polytec offre désormais une qualité de données exceptionnelle grâce à une séparation supérieure des couches de dispositifs individuels dans les dispositifs MEMS encapsulés. Avec une caméra SWIR dédiée et une source SLD à faible cohérence, le MSA-650 IRIS est le premier système de mesure au monde doté de cette technologie brevetée pour visualiser les dispositifs encapsulés avec du silicium, mesurer les vibrations dans le plan avec une résolution jusqu'à 30 nm et en temps réel vibrations hors du plan jusqu'à 25 MHz avec une résolution de picomètre et inférieure.

Utilisez la technologie de pointe dans l'analyse des vibrations

Afin d'utiliser la vibrométrie Laser Doppler (LDV) pour étudier les MEMS encapsulés, il est nécessaire d'étudier les propriétés optiques du silicium. Alors que le silicium est opaque pour la lumière visible, il montre une bonne transmission dans le proche infrarouge à partir d'environ 1050 nm. Une limitation pour la transmission cependant, est l'indice de réfraction élevé d'environ 3,4 à 1550 nm conduisant à des réflexions de Fresnel considérables aux interfaces limites.

L'innovation brevetée de Poyltec utilise une lumière cohérente courte pour améliorer la précision. Contrairement à la lumière laser, la faible lumière cohérente d'une diode à superluminescence n'interfère que si les trajets lumineux dans l'interféromètre sont équilibrés dans la longueur de cohérence de la source. Excluant ainsi la lumière de l'extérieur du foyer. Ce principe est utilisé dans les interféromètres à lumière blanche ou pour la tomographie par cohérence optique et maintenant pour la première fois dans la vibrométrie laser Doppler (LDV). Permettant le balayage des mesures LDV avec une bande passante de 25 MHz et une résolution d'amplitude de 100 fm/√Hz sur des MEMS encapsulés.

Accessoires et composants

Accessoires optiques

A-MOB-xxxx : Objectif champ clair

Pour la mesure des vibrations hors plan et dans le plan. Grossissements disponibles : 2.5x, 5x, 10x, 20x, 50x.

Trépieds, bancs d'essai, platines de positionnement

A-STD-TST-01 : Banc d'essai

Banc d'essai offrant un grand espace de travail. Avec axe z motorisé, course 200 mm.

A-STD-BAS-02 : Banc d'essai

Support rigide pour la tête du capteur. Comprend un bloc de mise au point manuelle avec une plage de déplacement de 100 mm avec un entraînement grossier et fin. Interfaces avec les tables optiques disponibles dans le commerce.

Focus block for microscopic observations and measurements of MEMS with a MSA Micro System Analyzer from Polytec
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A-STD-F50 : Bloc de mise au point

Plage de déplacement 50 mm. Avec entraînement grossier et fin pour le réglage manuel de l'axe z de la tête du capteur. Interfaces avec les stations de sonde de wafer disponibles dans le commerce.

Table anti vibration, platine

A-TAB-AIR-01 : Table anti vibration active

Table anti vibration à amortissement pneumatique avec réglage actif du niveau. Compatibilité : banc d'essai A-STD-TST-01, support de base A-STD-BAS-02.

A-TAB-ELC-01 : Table anti vibration active

Stabilisation de la bobine acoustique à commande électronique pour des performances d'isolation maximales. Compatibilité : banc d'essai A-STD-TST-01, support de base A-STD-BAS-02.

Breadboard for optical testing of MEMS and microstructures with MSA Micro System Analyzers from Polytec
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A-BBO-ME02 Breadboard

Breadboard avec motif de trous métrique. Empreinte 900 mm x 600 mm. Compatibilité : support de base A-STD-BAS-02.

Breadboard for optical MEMS testing with a MSA Micro System Analyzer from Polytec
Breadboard for optical MEMS testing with a MSA Micro System Analyzer from Polytec

A-AVI-MELA : Breadboard d'isolation active des vibrations

Contrôlé électroniquement des performances d'isolation vibratoire les plus élevées. Avec motif de trous métrique. Empreinte 600 x 800 mm. Compatibilité : support de base A-STD-BAS-02.

Autres

Probe station for wafer level testing of MEMS and microstructures with a Polytec MSA Micro System Analyzer
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A-SPK-0008 : Module de sonde de Wafer

Avec l'étage de positionnement XY A-PST-200P, le module sondeur de wafer forme une plate-forme motorisée pour la mise en contact électrique et la mesure de haute précision de plaquettes et de substrats jusqu'à 200 mm de diamètre.

Vaccuum chamber for microstructure analysis with Polytec MSA Micro System Analyzers
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A-SPK-0010 : Module de sonde à vide

Accessoire sous vide et ligne de purge. Micro-manipulateur pour la manipulation de quatre sondes électriques.


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