本发明专利技术公开一种压阻芯片批量测试装置及测试方法，测试装置包括真空组件、压力组件、检测组件、密封腔室以及位于密封腔室内的检测台；检测台，用于放置压阻晶圆，压阻晶圆包括多个压阻芯片；真空组件，用于给检测台提供负压以使压阻晶圆吸附在检测台上，以及给密封腔室的内部提供负压或常压；压力组件，用于给密封腔室的内部提供常压或正压；检测组件，用于在不同压力下检测压阻晶圆中各个压阻芯片的中心变形量。本发明专利技术在不同压力下测出压阻芯片的中心变形量作为最大变形量，从而计算出压阻芯片的非线性、迟滞性、重复性，在晶圆层面批量完成对压阻芯片的精度性能测试及筛选，有效降低压力传感器的生产成本，提高压力传感器的良品率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
压阻芯片批量测试装置及测试方法
[0001]本专利技术一般涉及压力传感器测试
，具体涉及一种压阻芯片批量测试装置及测试方法。
技术介绍
[0002]压力传感器是一种能够将压力信号转换为电信号的器件，可以分为压阻式、电容式、谐振式、压电式等四种主要类型。其中压阻式压力传感器具有稳定性好、制作成本低、与COMS工艺兼容等特点，与其它三种类型的压力传感器相对比，压阻式传感器综合优势较为突出。据YOLE统计，2020年压阻式压力传感器占MEMS压力传感器市场的85％以上，可以应用于汽车领域、工业控制领域、消费电子领域、建筑领域以及医疗领域，是现阶段应用最为广泛的MEMS压力传感器。
[0003]压力传感器通常由敏感元件、处理电路及封装三部分组成，其中敏感元件是直接感受压力信号的结构，是整个传感器的核心器件，敏感元件的性能可由精度指标进行评价。精度是指测量结果与(约定)真值间的一致程度，精度的数值越低，代表测量结果与真值的一致性越好，敏感元件的性能也就越优异。精度是一个综合性指标，通常由迟滞性能、重复性能及非线性性能共同决定，其结果为三者平方和的平方根。
[0004]在测试迟滞性能、重复性能及非线性的过程中，需要对被测量压力传感器(或者敏感元件)同时进行加压、加电。压阻压力传感器的敏感元件通常制作在六寸或者八寸硅晶圆上，对硅晶圆上每个敏感元件单独进行加压、加电系统比较复杂，现阶段也无成熟方案，因此目前一般不对敏感元件的迟滞性能、重复性能及非线性进行测试，而是封装成压力传感器后测试迟滞性能、重复性能及非线性，如果发现压力传感器的迟滞性能、重复性能及非线性不合格再将产品剔除，会造成成本的大量增加，因此需要一种方法和系统能够对压力传感器的敏感元件的迟滞性能、重复性能及非线性进行测试。
技术实现思路
[0005]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种压阻芯片批量测试装置及测试方法。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种压阻芯片批量测试装置，包括：真空组件、压力组件、检测组件、密封腔室以及位于所述密封腔室内的检测台；
[0007]所述检测台，用于放置压阻晶圆，所述压阻晶圆包括多个压阻芯片；
[0008]所述真空组件，用于给所述检测台提供负压以使所述压阻晶圆吸附在所述检测台上，以及给所述密封腔室的内部提供负压或常压；
[0009]所述压力组件，用于给所述密封腔室的内部提供常压或正压；
[0010]所述检测组件，用于在不同压力下检测所述压阻晶圆中各个压阻芯片的中心变形量。
[0011]在一些示例中，所述检测组件包括：检测探头和驱动机构；
[0012]所述检测探头包括位移传感器和探针，所述探针的一端与所述位移传感器相连接，所述探针与所述位移传感器的连接处设有弹簧以使所述探针的另一端与放置在所述检测台上的压阻晶圆保持接触；
[0013]所述驱动机构用于带动所述检测探头沿预设扫描轨迹移动，所述预设扫描轨迹覆盖所述压阻晶圆上的所有压阻芯片。
[0014]在一些示例中，所述驱动机构包括丝杠导轨、驱动所述丝杠导轨运作的驱动电机以及控制所述驱动电机工作的驱动控制器，所述丝杠导轨上设有滑动座，所述检测探头安装在所述滑动座上。
[0015]在一些示例中，所述真空组件包括真空泵、第一管道、第一真空阀、第二管道和第二真空阀，所述真空泵、所述第一真空阀和所述第二真空阀设置在所述密封腔室外；
[0016]所述真空泵通过所述第一管道连接所述检测台的内部，所述第一真空阀设置在所述第一管道上；
[0017]所述真空泵通过所述第二管道连接所述密封腔室的内部，所述第二真空阀设置在所述第二管道上。
[0018]在一些示例中，所述压力组件包括压力泵、第三管道和压力阀，所述压力泵和所述压力阀设置在所述密封腔室外；
[0019]所述压力泵通过所述第三管道连接所述密封腔室的内部，所述压力阀设置在所述第三管道上。
[0020]在一些示例中，所述压阻芯片批量测试装置还包括图像采集装置，设置在所述密封腔室内，用于对所述探针和放置在所述检测台上的压阻晶圆进行图像采集。
[0021]在一些示例中，所述图像采集装置包括CCD摄像头。
[0022]第二方面，本专利技术实施例提供一种压阻芯片批量测试方法，包括步骤：
[0023](1)将待测的压阻晶圆放置于检测台上，所述压阻晶圆吸附在所述检测台上；
[0024](2)给密封腔室的内部施加一预设压力，检测探头按照预设扫描轨迹移动，测得各个压阻芯片的中心变形量；
[0025](3)重复步骤(2)，直至N个不同的预设压力施加完毕，测得各个压阻芯片的N个中心变形量，N为大于等于1的自然数。
[0026]在一些示例中，在所述检测探头按照预设扫描轨迹移动的同时，所述测试方法还包括：
[0027]图像采集装置对所述检测探头的探针以及所述压阻晶圆进行图像采集。
[0028]在一些示例中，所述测试方法还包括：
[0029]利用第一计算公式计算所述压阻芯片的非线性，利用第二计算公式计算所述压阻芯片的滞后性，利用第三计算公式计算所述压阻芯片的重复性；
[0030]所述第一计算公式为：
[0031][0032]ω为分别为所述压阻芯片在同一预设压力下的中心变形量、中心变形量的目标量；
[0033]所述第二计算公式为：
[0034][0035]为在增压过程中所述压阻芯片在某预设压力下的中心变形量；为减压过程中所述压阻芯片在所述某预设压力下的中心变形量；
[0036]所述第三计算公式为：
[0037][0038]ω
i
、ω
j
分别为增压过程中所述压阻芯片在同一预设压力下第i次测量的中心变形量、第j次测量的中心变形量；或者，ω
i
、ω
j
分别为减压过程中所述压阻芯片在同一预设压力下第i次测量的中心变形量、第j次测量的中心变形量，i和j均为大于1的自然数，且i和j不同；
[0039]ω
FS
为所述压阻芯片的满量程的变形量。
[0040]本专利技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0041]本专利技术实施例提供的压阻芯片批量测试装置及测试方法，测试装置包括真空组件、压力组件和检测组件，给密封腔室提供多个压力；测试方法通过在不同压力下测出压阻芯片的中心变形量，以中心变形量作为压阻芯片的最大变形量，根据最大变形量计算出压阻芯片的非线性、迟滞性、重复性。本专利技术的方案能够在晶圆层面批量完成对压阻芯片的精度性能测试及筛选；压阻芯片作为压力传感器中的核心器件用于直接感受压力信号，对压阻芯片进行非线性、迟滞性及重复性测试，能够有效降低压力传感器的生产成本，且提高压力传感器的良品率。
附图说明
[0042]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[004本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压阻芯片批量测试装置，其特征在于，包括：真空组件、压力组件、检测组件、密封腔室以及位于所述密封腔室内的检测台；所述检测台，用于放置压阻晶圆，所述压阻晶圆包括多个压阻芯片；所述真空组件，用于给所述检测台提供负压以使所述压阻晶圆吸附在所述检测台上，以及给所述密封腔室的内部提供负压或常压；所述压力组件，用于给所述密封腔室的内部提供常压或正压；所述检测组件，用于在不同压力下检测所述压阻晶圆中各个压阻芯片的中心变形量。2.根据权利要求1所述的压阻芯片批量测试装置，其特征在于，所述检测组件包括：检测探头和驱动机构；所述检测探头包括位移传感器和探针，所述探针的一端与所述位移传感器相连接，所述探针与所述位移传感器的连接处设有弹簧以使所述探针的另一端与放置在所述检测台上的压阻晶圆保持接触；所述驱动机构用于带动所述检测探头沿预设扫描轨迹移动，所述预设扫描轨迹覆盖所述压阻晶圆上的所有压阻芯片。3.根据权利要求2所述的压阻芯片批量测试装置，其特征在于，所述驱动机构包括丝杠导轨、驱动所述丝杠导轨运作的驱动电机以及控制所述驱动电机工作的驱动控制器，所述丝杠导轨上设有滑动座，所述检测探头安装在所述滑动座上。4.根据权利要求1所述的压阻芯片批量测试装置，其特征在于，所述真空组件包括真空泵、第一管道、第一真空阀、第二管道和第二真空阀，所述真空泵、所述第一真空阀和所述第二真空阀设置在所述密封腔室外；所述真空泵通过所述第一管道连接所述检测台的内部，所述第一真空阀设置在所述第一管道上；所述真空泵通过所述第二管道连接所述密封腔室的内部，所述第二真空阀设置在所述第二管道上。5.根据权利要求1所述的压阻芯片批量测试装置，其特征在于，所述压力组件包括压力泵、第三管道和压力阀，所述压力泵和所述压力阀设置在所述密封腔室外；所述压力泵通过所述第三管道连接所述密封腔室的内部，所述压力阀设置在所述第三管道上。6.根据权利要求2所述的压阻芯片批量测试装置，其特征在于，还包括图像采集装置，设置在所述密封腔室内...
【专利技术属性】
技术研发人员：王立会，李月，魏秋旭，任艳飞，张韬楠，郭伟龙，常文博，丁丁，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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