淺析MEMS慣性傳感器的溫濕度環境可靠性測試

AI是近年來業界被提及頻率最高的詞匯之一，業內人士預測，未來數十年AI將成為半導體產業發展的新動力源之一。新人工智能技術的出現必然會引發又一波的信息化技術浪潮，同樣也會是感知技術的浪潮。在《新一代人工智能發展規劃》中也指出，要大力發展支撐新一代物聯網的高靈敏度、高可靠性智能傳感器件和芯片，攻克射頻識別、近距離機器通信等物聯網核心技術和低功耗處理器等關鍵器件。

傳感器屬于一種檢測裝置，它能將感受到的信息變換成電信號或是以其他所需形式的信息輸出，主要有光傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、磁傳感器、氣體傳感器幾種類型。傳感器廣泛應用于汽車、制造、航空、船舶、醫療、電信、化工和計算機硬件等各個行業。

今天，我們主要介紹MEMS慣性傳感器的模擬環境可靠性測試方案。

MEMS慣性傳感器的環境可靠性測試

MEMS慣性傳感器包括微加速度傳感器和微陀螺儀兩大類,前者用于測量運動、振動和沖擊,而后者則用于測量旋轉的角速率。MEMS慣性傳感器是MEMS中技術最成熟且產品化程度最高的器件種類之一,在商業領域尤其是汽車工業中獲得廣泛的應用,而其在生物與醫藥行業、消費性電子產業、航空航天等領域中的應用也越來越引起重視,與此同時其在軍事領域中的應用也開始逐步興起。

MEMS慣性傳感器因環境因素引發的典型失效模式包括:粘附、微粒污染、分層、疲勞、腐蝕和斷裂。

MEMS慣性傳感器的典型失效信息

MEMS慣性傳感器的失效機理與外載荷之間存在一定的聯系,某種特定的環境載荷會引發特定的失效模式，在學術上，這被稱為“失效機理-外界載荷關聯矩陣”。

MEMS慣性傳感器失效機理-外界環境載荷關聯性矩陣

MEMS慣性傳感器的可靠性試驗項目

由于MEMS器件與IC器件在封裝、制造及材料等方面的共通性,當前相當數量的MEMS慣性傳感器可靠性試驗依據的是ML-STD-883,并且該標準也較全面,基本涵蓋了絕大部分針對環境失效機理的可靠性試驗項目,因此,基于失效機理-外界環境載荷關聯性的研究,可以其為藍本,輔以 JEDEC工業標準,進行MEMS慣性傳感器典型可靠性試驗項目。

高溫老化試驗

參考標準：ML-STD-883 1015.9

高溫儲存試驗

參考標準：JESD 22-A103-A/B

試驗設備：高溫老化試驗箱

 溫度循環試驗

參考標準：ML-STD-883 1010.8、JESD 22-A104- B

熱沖擊試驗

參考標準：ML-STD-883 1010.9、JESD 22-A106- A

試驗設備：高低溫循環試驗箱

 抗潮濕試驗

參考標準：ML-STD-883 1004.7、JESD 22-A102- C

試驗設備：交變濕熱循環試驗箱

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