8(800)350-83-64

Датчики контроля параметров в промышленности(2018г)

Измерение электрических параметров

Датчики контроля параметров в промышленности

Измерение электрических параметров является обязательным этапом при разработке и производстве изделий электроники. Для контроля качества производимых устройств требуется поэтапный контроль их параметров.

Правильное определение функционала будущего контрольно-измерительного комплекса требует определения видов электрического контроля: промышленный или лабораторный, полный или выборочный, статистический или однократный, абсолютный или относительный, и так далее.

В структуре производства изделий выделяют следующие виды контроля:

  • Входной контроль;
  • Межоперационный контроль;
  • Контроль рабочих параметров;
  • Приемо-сдаточные испытания.

При производстве печатных плат и электронных узлов (область цикла приборостроения), необходимо осуществлять входной контроль качества исходных материалов и компонентов, электрический контроль качества металлизации готовых печатных плат, контроль рабочих параметров собранных электронных узлов. Для решения данных задач, на современном производстве успешно применяются системы электрического контроля адаптерного типа, а также системы с «летающими» зондами.

Изготовление компонентов в корпусе (цикл корпусированного производства), в свою очередь, потребует входного параметрического контроля отдельных кристаллов и корпусов, последующего межоперационного контроля после проведения разварки выводов кристалла или же его монтажа, и в заключении параметрический и функциональный контроль готового изделия.

Для изготовления полупроводниковых компонентов и интегральных микросхем (кристальное производство) потребуется проводить более детальный контроль электрических характеристик.

Изначально необходимо провести контроль свойств пластины, как поверхностных, так и объемных, после чего рекомендуется контролировать характеристики основных функциональных слоев, а после нанесения слоев металлизации, проверять качество её исполнения и электрические свойства.

Получив структуру на пластине, необходимо провести параметрический и функциональный контроль, измерение статических и динамических характеристик, проконтролировать целостность сигнала, проанализировать свойства структуры, верифицировать рабочие характеристики.

Параметрические измерения:

Параметрический анализ включает набор методик измерения и контроля достоверности параметров напряжения, тока и мощности, без контроля функционала устройства. Измерение электрических параметров подразумевает приложение электрического воздействия на измеряемое устройство (ИУ) и измерение отклика ИУ.

Параметрические измерения проводятся на постоянном токе (стандартные DC измерения вольтамперных характеристик (ВАХ), измерение цепей питания и т.д.), на низких частотах (мультичестотные измерения вольтфарадных характеристик (ВФХ), измерения комплексного импеданса и иммитанса, анализ материалов и т.д.), импульсные измерения (импульсные ВАХ, отладка времени срабатывания и т.д.).

Для решения задач параметрических измерений применяется большое количество специализированного контрольно-измерительного оборудования: генераторы сигналов произвольной формы, источники питания (постоянного и переменного тока), источники-измерители, амперметры, вольтметры, мультиметры, измерители LCR и импеданса, параметрические анализаторы и характериографы, и многое другое, а также большое количество аксессуаров, принадлежностей и приспособлений.

Применение:

  • Измерение базовых характеристик (ток, напряжение, мощность) электрических цепей;
  • Измерение сопротивления, емкости и индуктивности пассивных и активных элементов электрических цепей;
  • Измерение полного импиданса и иммитанса;
  • Измерение ВАХ в квазистатическом и импульсном режимах;
  • Измерение ВФХ в квазистатическом и мультичастотном режимах;
  • Характеризация полупроводниковых компонентов;
  • Анализ отказов.

Функциональные измерения:

Функциональный анализ включает набор методик измерения и контроля характеристик устройства при выполнении основных операций.

Данные методики позволяют построить модель (физическую, компактную или поведенческую) устройства, основываясь на данных, полученных в процессе измерений.

Анализ полученных данных позволяет контролировать стабильность характеристик производимых приборов, исследовать их и разрабатывать новые, отлаживать технологические процессы и корректировать топологию.

Для решения задач функциональных измерений применяется большое количество специализированного контрольно-измерительного оборудования: осциллографы, анализаторы цепей, частотомеры, измерители шума, измерители мощности, анализаторы спектра, детекторы и многие другие, а также большое количество аксессуаров, принадлежностей и приспособлений.

Зондовые измерения:

Следует отдельно выделить зондовые измерения. Активное развитие микро- и наноэлектроники привело к необходимости проведения точных и надежных измерений на пластине, возможных только при осуществлении качественного, стабильного и надежного контакта, не разрушающего ИУ.

Решение данных задач достигается за счет применения зондовых станций, специально спроектированных под конкретный вид измерений, осуществляющих зондовый контроль. Станции проектируются специализированно, для исключения внешних воздействий, собственных шумов и сохранения «чистоты» эксперимента.

Всё измерения приводятся на уровне пластин/осколков, до её разделения на кристаллы и корпусирования.

Радиоизмерения:

Измерение радиоизлучений, электромагнитной совместимости, поведение сигнала приемо-передающих устройств и антенно-фидерных систем, а также их помехоустойчивости требуют особых внешних условий проведения эксперимента. RF измерения требуют отдельного подхода.

Своё влияние вносят не только характеристики приемника и передатчика, но и внешняя электромагнитная обстановка (не исключая взаимодействия временных, частотных и мощностных характеристик, и кроме того расположение всех элементов системы относительно друг друга, и конструкция активных элементов).

Электрофизические измерения:

Измерение электрических параметров зачастую плотно взаимодействует с измерением/воздействием физических параметров.

Электрофизические измерения применяются для всех приборов, преобразующих какое-либо внешнее воздействие в электрическую энергию и/или наоборот.

Светодиоды, микроэлектромеханические системы, фотодиоды, датчики давления, потока и температуры, а также все приборы на их основе, требуют качественного и количественного анализа взаимодействия физических и электрических характеристик приборов.

Cовтест АТЕ — Комплексное решение для контроля параметров MEMS

Датчики контроля параметров в промышленности

Различные типы МЭМС требуют контроля параметров при различных физических воздействиях, воздействий температур и прочих условиях, определяющих функциональность устройства.

Обычно для достижения надежной и точной проверки устройства требуется тщательный выбор, дизайн, и интеграция каждого компонента подсистемы, включая измерительное оборудование, устройство для механического воздействия, тестовый адаптер, оборудование для задания температурных режимов и программное обеспечение. Используя собственную разработку Комплекс измерительный для функционального контроля FT-17 в качестве тестового оборудования, ООО «Совтест АТЕ» проектирует и поставляет испытательные решения МЭМС «под ключ», как для мелкосерийного производства (полуавтоматические), так и полностью автоматизированные системы для проверки крупной серии.

Решение для мелкосерийного производства

Полуавтоматическое (участие оператора минимально) решение для мелкосерийного производства обычно включает в себя:

  • измерительное оборудование, в качестве которого применяется универсальный комплекс измерительный FT-17;
  • тестовый адаптер с контактными устройствами для установки одного или более объекта тестирования;
  • оборудование для задания физических воздействий на объект тестирования.

Тестовый адаптер устанавливается на оборудование для задания физических воздействий и при помощи кабельного комплекта стыкуется с измерительной системой. Все компоненты системы объединены одной программной средой, задача которой контролировать процесс тестирования, задавать воздействующие условия, измерять выходные сигналы, накапливать статистику и т.д. Оборудование для задания физических воздействий может представлять собой как простые стенды для имитации какого-либо одного воздействия, так и сложные многокомпонентные стенды.

Примеры решений

Применяется для контроля параметров MEMS акселерометров на производстве и входном контроле.

Контролируемые параметры:

  • коэффициент преобразования MEMS;
  • нестабильность коэффициента преобразования при изменении температуры;
  • линейность коэффициента преобразования;
  • ток потребления MEMS;
  • значение смещения нуля и нестабильность смещения нуля;
  • динамические характеристики MEMS (полоса пропускания).

Состав системы:

  1. Калибровочный вибростенд TV 51140-C (Tira)
  2. Мобильная испытательная система TP04300A (Temptronic)
  3. Комплекс измерительный для функционального контроля FT-17

Основные характеристики:

  • максимальное задаваемое ускорение – до 68g;
  • диапазон задания частоты вибросистемой – от 40 Гц до 25 кГц;
  • максимальное выталкивающее усилие – 400 Н;
  • диапазон задаваемых температур термосистемой – от минус 80°C до +225°C
  • скорость изменения температуры – от  минус 55°С до +125°С  – 5 сек.
  • подача напряжения питания на тестируемый MEMS – от 30 В, 5 А
  • сканирование выходных характеристик тестируемых MEMS – при помощи осциллографа, с полосой пропускания 70 МГц;
  • одновременное измерение – до 64-х каналов

Метрологическая поддержка

Включён в госреестр средств измерений (сертификат об утверждении типа средства измерения военного назначения). Тестирование параметров MEMS гироскопов,  датчиков угла.

Применяется для контроля параметров MEMS гироскопов, датчиков угла, наклона и угловых скоростей на производстве и входном контроле. Может быть использован для калибровки MEMS акселерометров.

Контролируемые параметры:

  • коэффициент преобразования MEMS;
  • нестабильность коэффициента преобразования при изменении температуры;
  • линейность коэффициента преобразования;
  • ток потребления MEMS;
  • значение смещения нуля и нестабильность смещения нуля;
  • динамические характеристики MEMS (полоса пропускания).

Состав системы:

  1. Двухосевой стенд задания физического воздействия
  2. Температурная камера
  3. Комплекс измерительный для функционального контроля FT-17

Основные характеристики:

  • диапазон задания угловой скорости – ±1500 °/с (для внутренней оси);
  • диапазон задания угла – ±360 ° (для внутренней оси), 0…90 ° (для внешней оси);
  • точность задания угловых величин – ±0,0005 °;
  • диапазон задаваемых температур термокамерой – от минус 60°C до +125°C
  • скорость измерения температуры – 4 °/сек
  • подача напряжения питания на тестируемый MEMS – от 30 В, 5 А
  • сканирование выходных характеристик тестируемых MEMS – при помощи осциллографа, с полосой пропускания 70 МГц;
  • одновременное измерение – до 64-х каналов

Автоматизированная система входного контроля компонентов FT-VISION Автоматические зондовые установки для тестирования полупроводниковых пластин (Accretech, Япония)

Общайтесь и получайте больше информации — следуйте за нами в социальных сетях

Отправить запрос

Источник: https://sovtest-ate.com/equipment/kompleksnoe-reshenie-dlya-kontrolya-parametrov-mems/

Вам будет интересно:

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.