晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置，其包括：测试台，其用于承载待测试的晶圆，所述晶圆包括若干陀螺仪MEMS器件；针卡单元，其包括植针部和信号采集单元，所述植针部包括若干探针，所述探针和所述MEMS陀螺仪上的信号焊盘可控制的电连接；所述信号采集单元包括与所述探针电连接的激励信号端口和反馈信号端口；信号处理单元，用于将频率激励源信号通过所述激励信号端口和所述探针提供给所述陀螺仪MEMS器件，采集所述陀螺仪MEMS器件基于接收到的所述频率激励源信号产生的反馈信号，解析所述反馈信号的幅值，并将所述频率激励源信号及反馈信号幅值信息汇总成所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据。述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据。述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据。

【技术实现步骤摘要】
晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置


[0001]本专利技术涉及微机电系统器件的测试
，尤其涉及一种晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置。

技术介绍

[0002]MEMS器件，是指具有微机电系统(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，MEMS)，且尺寸仅有几毫米乃至更小的高科技电子机械器件，其加工工艺融合了光刻、腐蚀、薄膜、LIGA、硅微加工、非硅微加工和精密机械加工技术。目前，MEMS器件应用领域相当广泛，常见的产品例如MEMS加速度计、MEMS麦克风、微马达、微泵、微振子、MEMS光学传感器、MEMS压力传感器、MEMS陀螺仪、MEMS湿度传感器、MEMS气体传感器，MEMS器件的生产良率一定程度上依赖于工艺设计值和实际值的匹配程度。
[0003]对于陀螺仪MEMS器件，谐振频率(Resonant frequency,fRe)是一个重要的指标，其对产品的灵敏度温度特性(Sensitivity TC)及偏差温度特性(Offset TC)影响较大，现有技术一般只考虑对封装好的器件的单轴的谐振频率进行量产阶段的FT(Final Test)测试来进行良品筛选，在晶圆测试(即CP(Chip Probing)测试)阶段，现有技术难以对整张圆片进行谐振频率测试，导致后期FT测试阶段无法判断有缺陷的样本的圆片位置来源，不利于陀螺仪MEMS器件的工艺改进及生产流程的优化。此外，大量有缺陷的陀螺仪MEMS器件在CP阶段未被检出，最终流入FT阶段，降低了产品出厂的良品率，同时也带来庞大且不必要的封测成本。
[0004]因此，亟需提出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于提供一种晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置，其用于CP测试(Chip Probing测试，即晶圆测试)阶段，整体测试系统结构简单、自动化水平较高，能够有效地指导陀螺仪MEMS器件的生产工艺改进，对企业来说可以节约大量封测成本。
[0006]根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供一种晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置，其包括：测试台，其用于承载待测试的晶圆，所述晶圆包括若干陀螺仪MEMS器件，所述陀螺仪MEMS器件包括与外部电性连接的若干信号焊盘；针卡单元，其包括植针部和信号采集单元，所述植针部包括若干探针，所述探针和所述MEMS陀螺仪上的信号焊盘可控制的电连接；所述信号采集单元包括激励信号端口和反馈信号端口，所述激励信号端口和所述反馈信号端口均与所述探针电连接；信号处理单元，其与所述信号采集单元的激励信号端口和反馈信号端口相连，所述信号处理单元用于生成频率激励源信号，并将所述频率激励源信号通过所述激励信号端口和所述探针提供给所述陀螺仪MEMS器件，通过所述探针和所述反馈信号端口采集所述陀螺仪MEMS器件基于接收到的所述频率激励源信号产生的反馈信号，解析所述反馈信号的幅值，并将所述频率激励源信号及反馈信号幅值信息汇总成所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据。
[0007]与现有技术相比，本专利技术用于CP测试(Chip Probing测试，即晶圆测试)阶段，整体测试系统结构简单、自动化水平较高，能够有效地指导陀螺仪MEMS器件的生产工艺改进，对企业来说可以节约大量封测成本。
【附图说明】
[0008]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0009]图1为本专利技术在一个实施例中的晶圆级陀螺仪MEMS器件的测试装置的结构示意图；
[0010]图2为本专利技术在一个实施例中的晶圆级陀螺仪MEMS器件的测试装置中的晶圆和测试台的位置关系示意图；
[0011]图3为图2中A处的局部放大示意图；
[0012]图4为本专利技术在一个实施例中的晶圆级陀螺仪MEMS器件的测试装置绘制出的陀螺仪MEMS器件的f
‑
A曲线。
【具体实施方式】
[0013]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0014]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连。
[0015]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0016]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”“耦接”等术语应做广义理解；例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0017]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种晶圆级陀螺仪MEMS(Micro
‑
Electro
‑
Mechanical System，即微机电系统)器件的测试装置。请参考图1所示，其为本专利技术在一个实施例中的晶圆级陀螺仪MEMS器件的测试装置的结构示意图；请参考图2所示，其为本专利技术在一个实施例中的晶圆级陀螺仪MEMS器件的测试装置中的晶圆和测试台的位置关系示意图；请参考图3所示，其为图2中A处的局部放大示意图。图1
‑
图3所示的晶圆级陀螺
仪MEMS器件的测试装置包括测试台1、针卡单元3、信号处理单元4和上位机5。
[0018]晶圆2包括若干陀螺仪MEMS器件21，陀螺仪MEMS器件21包括与外部电性连接的若干信号焊盘211。具体的，信号焊盘211是陀螺仪MEMS器件21的一部分，每颗陀螺仪MEMS器件21可以称为一颗裸die(即裸芯片)，信号焊盘211用来将陀螺仪MEMS器件21的电信号引出。
[0019]测试台1用于承载待测试的晶圆(或圆片)2，测试台1还用于移动晶圆2，使晶圆2上的陀螺仪MEMS器件21的信号焊盘211与针卡单元3的探针(或探针接触点)311对应电性连接。在一个实施例中，测试台1内部具有精密的位置调整机构，可以精确定位陀螺仪MEMS器件21的坐标至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种晶圆级陀螺仪微机电系统器件的测试装置，其特征在于，其包括：测试台，其用于承载待测试的晶圆，所述晶圆包括若干陀螺仪MEMS器件，所述陀螺仪MEMS器件包括与外部电性连接的若干信号焊盘；针卡单元，其包括植针部和信号采集单元，所述植针部包括若干探针，所述探针和所述MEMS陀螺仪上的信号焊盘可控制的电连接；所述信号采集单元包括激励信号端口和反馈信号端口，所述激励信号端口和所述反馈信号端口均与所述探针电连接；信号处理单元，其与所述信号采集单元的激励信号端口和反馈信号端口相连，所述信号处理单元用于生成频率激励源信号，并将所述频率激励源信号通过所述激励信号端口和所述探针提供给所述陀螺仪MEMS器件，通过所述探针和所述反馈信号端口采集所述陀螺仪MEMS器件基于接收到的所述频率激励源信号产生的反馈信号，解析所述反馈信号的幅值，并将所述频率激励源信号及反馈信号幅值信息汇总成所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据。2.根据权利要求1所述的测试装置，其特征在于，所述频率激励源信号包括在预定频率范围内进行扫频的多个激励信号；所述反馈信号幅值信息包括与所述频率激励源信号中的每个激励信号对应的反馈信号的幅值。3.根据权利要求2所述的测试装置，其特征在于，其还包括上位机，所述上位机与所述测试台、针卡单元和信号处理单元相连，所述信号处理单元将测量到的所述晶圆中的各个所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据上传给所述上位机；所述上位机基于所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据获得该陀螺仪MEMS器件的谐振频率和/或谐振幅值。4.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，所述上位机基于所述陀螺仪MEMS器件的频率特性数据绘制出相应的频率
‑
幅值曲线，并基于该频率
‑
幅值曲线得到对应的所述陀螺仪MEMS器件的和/或谐振幅值。5.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于，在对一个陀螺仪MEMS器件完成频率特性测量后，所述上位机控制所述测试台和/或所述植针部移动，使得所述探针与下一个陀螺仪MEMS器件对应，进而完成下一个陀螺仪MEMS器件的频率特性测量。6.根据权利要求3所述的测试装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：林武，李妍君，柯亮，张曦军，
申请(专利权)人：美新半导体无锡有限公司，
类型：发明
国别省市：