基于Labview控制的MEMS器件可靠性測(cè)試平臺(tái)的研究.pdf

1、伴隨著MEMS器件設(shè)計(jì)和制備的快速發(fā)展，MEMS研究中的另一個(gè)重要問題：可靠性研究，逐漸引起了人們的重視。一個(gè)產(chǎn)品的成功與否與它的可靠性直接相關(guān)，如果可靠性問題得不到及時(shí)的解決，會(huì)將MEMS的發(fā)展置于瓶頸狀態(tài)，導(dǎo)致其在商業(yè)市場(chǎng)中失去立足之地。然而，可靠性測(cè)量容易受環(huán)境因素以及人為操作的影響，且存在數(shù)據(jù)量大，測(cè)量周期長等問題。因此，如何設(shè)計(jì)更為優(yōu)化的可靠性測(cè)量方案成為目前可靠性研究的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)。
　　本文針對(duì)疲勞可靠性，提出了一

2、種電子測(cè)量方案，即利用實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量和激勵(lì)儀器，以及制作的多路開關(guān)電路，配合Labview軟件控制，搭建了MEMS器件可靠性測(cè)試平臺(tái)，即現(xiàn)在在測(cè)量領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛的虛擬儀器系統(tǒng)。首先，制作單片機(jī)控制的多路開關(guān)電路。該電路一方面配合Labview軟件實(shí)現(xiàn)相關(guān)的控制，另一方面重要作用是提供與MEMS芯片的接口；其次，利用總線將相關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器和多路開關(guān)電路與計(jì)算機(jī)連接，組成平臺(tái)的硬件系統(tǒng)；最后，利用圖形化編程語言Labview軟件編寫遠(yuǎn)程控制程序

3、模塊，完成平臺(tái)的軟件控制環(huán)境。
　　平臺(tái)搭建完之后，為了驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)用功能，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。首先，針對(duì)IV模塊，對(duì)一個(gè)標(biāo)稱為1KΩ的電阻進(jìn)行了IV掃描，該平臺(tái)正常運(yùn)行，并得到該電阻的IV曲線。分析數(shù)據(jù)可以得到電阻阻值誤差在2-9Ω之間，因?yàn)樗x用色環(huán)電阻本身誤差為1％，所以在誤差范圍內(nèi)；其次，針對(duì)CV模塊，對(duì)一個(gè)穩(wěn)壓管1N4751進(jìn)行CV掃描。與直接用半導(dǎo)體參數(shù)儀測(cè)量得到的CV曲線相比，通過該自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)得到的CV曲線，存在一定量

4、的寄生電容，但曲線變化趨勢(shì)一致。分析原因?yàn)槎嗦烽_關(guān)電路布局布線帶來的寄生電容。最后，測(cè)量了一個(gè)商用MEMS開關(guān)。該商用開關(guān)在經(jīng)歷了66000次循環(huán)后，吸合電壓，關(guān)態(tài)電容值等參數(shù)都沒有明顯變化，從而判斷未發(fā)生疲勞失效。通過這些實(shí)驗(yàn)，可以看到該測(cè)試平臺(tái)從激勵(lì)的自動(dòng)加載，加載時(shí)間的控制，數(shù)據(jù)的自動(dòng)存儲(chǔ)等功能都可以很好的完成，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。
　　本論文搭建的測(cè)試平臺(tái)，通過集成的控制環(huán)境，在一臺(tái)主控電腦上就可以使很多實(shí)驗(yàn)儀器協(xié)同工作起來