确定MEMS设备中的粘附失效的系统和方法技术方案

本发明专利技术的各个实施例提供MEMS设备(例如加速度计)中的粘附测试。在特定的实施例中，测试由高压智能电路完成，该高压智能电路能够使模拟前端电路准确读出可动质量块相对于偏置电极的位置，从而允许检测接触条件和释放条件两者。测试能够检测实际或潜在的粘附失效，并拒绝制造过程的最后测试阶段中的缺陷部分，其中不会发生其他粘附问题，从而最小化粘附失效风险并提供了MEMS设备的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
确定MEMS设备中的粘附失效的系统和方法相关专利申请的交叉引用本申请要求GiorgioMassimilianoMembretti，RobertoCasiraghi，IginoPadovani于2013年10月7日申请的、名称为“SystemsandMethodstoDetermineStictionFailuresinMEMSDevices”的美国临时申请NO.61/887,880的优先权，以引用的方式将该申请的全部内容并入本文中。
本专利技术涉及集成式微机械系统，并且更具体地涉及减小微机电系统(MEMS)传感器中粘附失效的系统、装置和方法。
技术介绍
粘附现象在具有可动部件的MEMS类型设备中是众所周知的问题。当外力以使可动部件的表面与相邻固定部件的表面有物理接触并且附着到该相邻固定部件的表面的方式偏转时，粘附效应典型地发生在这两个表面之间。传感器类型的MEMS设备特别容易受到粘附，该粘附可以在装置的规则使用过程中或者制造加工过程中断续产生。粘附对装置性能会有不利影响，并且可能由各种力(包括存在水分带来的毛细力，以及由表面污染带来的范德瓦尔斯力)引起，表面污染例如是可以根据表面制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定MEMS设备中的粘附失效的测试装置，所述装置包括：MEMS设备，所述MEMS设备包括第一电极和可动质量块；与所述MEMS设备耦合的第一前端电路，所述第一前端电路被配置为读取转换信号；以及与所述MEMS设备耦合的第二前端电路，所述第二前端电路检测所述第一电极与所述可动质量块之间的粘附趋势。

【技术特征摘要】
2013.10.07 US 61/887,880;2014.02.20 US 14/185,6721.一种用于确定MEMS设备中的粘附失效的测试装置，所述装置包括：MEMS设备，所述MEMS设备包括第一检测电极、与所述第一检测电极分离的止动电极、和可动检验质量块；与所述MEMS设备耦合的第一前端电路，在其中所述可动检验质量块朝着所述第一检测电极旋转并且接触所述止动电极而不接触所述第一检测电极的粘附测试模式中，所述第一前端电路检测所述第一检测电极和所述可动检验质量块之间的电容的变化以检测所述可动检验质量块和所述止动电极之间的粘附趋势，并且在加速度读取模式中，所述第一前端电路从所述MEMS设备解耦；以及与所述MEMS设备耦合的第二前端电路，在所述加速度读取模式中，所述第二前端电路检测所述可动检验质量块和所述第一检测电极之间的电容；强制驱动器电路，其在所述粘附测试模式中将偏置电压施加到所述第一检测电极以引起所述止动电极和所述可动检验质量块之间的接触；以及耦合到所述MEMS设备的高压控制电路，所述高压控制电路通过在所述加速度读取模式和所述粘附测试模式之间选择性地切换来分别将所述第一前端电路与所述MEMS设备解耦和耦合并且将所述强制驱动器电路与所述第一检测电极解耦和耦合，其中在所述粘附测试模式中所述高压控制电路将所述第一前端电路和所述强制驱动器电路耦合到所述MEMS设备并且将所述第二前端电路与所述MEMS设备解耦，并且在所述加速度读取模式中所述高压控制电路将所述第一前端电路和所述强制驱动器电路与所述MEMS设备解耦并且将所述第二前端电路耦合到所述MEMS设备。2.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述第一前端电路被配置为检测响应于所述偏置电压的减小的电容变化。3.根据权利要求1所述的测试装置，其中，所述第一前端电路包括检测所述可动检验质量块的位置的电容感测电路。4.根据权利要求1所述的测试装置，进一步包括第二检测电极，所述第二检测电极在所述粘附测试模式期间接地。5.根据权利要求1所述的测试装置，进一步包括：测量电路，所述测量电路被配置为产生C/V曲线数据；以及与所述测量电路耦合的控制逻辑，所述控制逻辑被配置为检测所述可动检验质量块与所述止动电极之间的接触。6.一种用于确定MEMS设备中的粘附失效的测试系统，所述系统包括：MEMS设备，所述MEMS设备包括第一检测电极和第二检测电极、与所述第一检测电极和第二检测电极分离的止动电极、以及可动检验质量块；与所述MEMS设备耦合的高压控制电路，所述高压控制电路在操作的加速度读取模式与操作的粘附测试模式之间选择性地切换，其中在粘附测试模式中所述可动检验质量块朝着所述第一检测电极旋转并且接触所述止动电极而不接触所述第一检测电极；第一前端电路，所述第一前端电路在所述粘附测试模式中由所述高压控制电路耦合到所述MEMS设备，在所述粘附测试模式中所述第一前端电路检测所述可动检验质量块和所述止动电极之间的粘附趋势；第二前端电路，所述第二前端电路在所述加速度读取模式中由所述高压控制电路耦合到所述MEMS设备，在所述加速度读取模式中所述第二前端电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·M·曼布瑞提，R·卡西拉奇，I·帕多瓦尼，
申请(专利权)人：马克西姆综合产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US