离心机MEMS静摩擦检测和筛选系统及方法技术方案

一种离心机筛选系统和使用该系统测试MEMS设备的方法。晶圆级离心机系统可包括基础离心机系统和与该基础离心机系统相联接的盒安装毂件。该方法可包括通过基础离心机系统将静态的和/或平滑且连续的加速度曲线施加至一个或多个MEMS部件。该系统可包括旋转控制装置，其可联接至离心机。该旋转控制装置可配置成响应于受控的每时间段转数使旋转构件旋转。该系统还可包括分析设备，其用于监测来自设备的一个或多个信号并用于响应于随时间变化的重力和来自DUT（受测设备）的一个或多个信号确定与DUT相关联的静摩擦力。

【技术实现步骤摘要】
离心机MEMS静摩擦检测和筛选系统及方法相关申请的交叉引用本申请出于所有目的要求以下专利申请的优先权并且以下专利申请通过引用并入本申请:于2013年3月26号提交的第61/805,445号美国临时申请(代理人案号92580-010500US-871209);于2013年5月30号提交的第61/829，034号美国临时申请(代理人案号92580-010600US-871209);于2013年5月6号提交的第61/820，123号美国临时申请(代理人案号92580-011600US-871209);以及于2014年3月21号提交的第14/222，575号美国专利申请(代理人案号92580-010510US-903808)。上述的第14/222，575号美国专利申请出于所有目的要求上述的临时专利申请，即于2013年5月26号提交的第61/805，445美国临时申请(代理人案号92580-010500US-871209);于2013年5月30号提交的第61/829，034号美国临时申请(代理人案号92580-010600US-871209);以及于2013年5月6号提交的第61/820, 123号美国临时申请(代理人案号92580-011600US-871209)，的优先权并且这些美国临时专利申请通过引用并入上述的第14/222，575号美国专利申请。
技术介绍
集成微电子学的研究和发展持续在CMOS和MEMS方面取得惊人的进展。CMOS技术已成为集成电路(IC)的主要制造技术。基于微电子机械系统(MEMS)的传感器可与IC技术联系，以实施多个演进的传感器应用。由于集成MEMS-CM0S设备应用的增长，对保证产品可靠性来说，用于测试这些集成设备的方法和系统已变得必不可少。
技术实现思路
本专利技术涉及MEMS (微电子机械系统)。 本专利技术实施方式可包括晶圆级离心机(WLC)系统和使用该系统测试MEMS设备的方法。晶圆级离心机(WLC)系统可包括基础离心机系统和与该基础离心机系统相联接的盒安装毂件。该方法可包括通过基础离心机系统将平滑且连续的加速度曲线施加至两个或更多个MEMS晶圆。在【具体实施方式】中，加速度曲线可包括长持续时间的恒定DC加速度。两个或更多个MEMS晶圆中的每一个均可具有形成在其上的一个或多个MEMS设备。两个或更多个MEMS晶圆可设于两个或更多个晶圆保持盒中，其中该晶圆保持盒配置在盒式安装毂件上。该方法还可包括识别一个或多个目标MEMS晶圆，这可包括识别位于一个或多个MEMS晶圆上的一个或多个MEMS设备的静摩擦。 本专利技术的其他实施方式可包括托盘级离心机(TLC)系统和使用该系统测试MEMS设备的方法。托盘级离心机(TLC)系统还可包括基础离心机系统和与该基础离心机系统相联接的盒式安装毂件。该方法可包括通过基础离心机系统将平滑且连续的加速度曲线施加至两个或更多MEMS部件。同样，还可施加长持续时间的恒定DC加速度。这些部件可包括被划片的部分、被封装的部分、或被处理的部分等的托盘，其配置在托盘盒或载体等中。这些托盘盒或载体可配置在上盒安装毂件上。该方法还可包括识别一个或多个目标MEMS部件或部分，这可包括识别这些MEMS被划片或被处理部分中的一个或多个的静摩擦。 晶圆级离心机(WLC)和托盘级离心机(TLC)均提供连续、无损的方法以将托盘中硅晶圆或被封装部分上的所有MEMS设备暴露至g力(g-force)，其中该g力足够高，以导致移动部分之间的接触。如果晶圆上的任何给定的裸片(die)在g力被移除之后仍然滞留，则然后可通过芯片探查检测该裸片并从产品总量中移除该裸片。相似地，如果设于托盘盒或载体中的任何给定的被封装的MEMS部分在g力被移除之后仍然滞留，则然后可通过芯片探查检测这些部分以及从产品群中移除这些部分。 本专利技术实施方式可包括一种系统及使用该系统测试MEMS设备的方法。在实施方式中，本专利技术提供了一种在高重力情况下测试设备的系统，其中该系统包括具有旋转构件的离心机。操作功率可被施加至设备，其中该设备可联接至旋转构件。该系统可包括旋转控制装置，其可联接至离心机。该旋转控制装置可配置成响应于受控的每时间段转数使旋转构件旋转。该系统还可包括分析设备，其用于监测来自设备的与受控的每时间段转数有关的一个或多个信号。本领域普通技术人员可认识到其他的变化、修改、以及替代。 在【具体实施方式】中，旋转构件还可包括与设备相联接的功率源。该功率源可以是电池、电容器等，并可配置成向设备提供操作功率。旋转构件还可包括与设备相联接的通信源。该通信源可配置成将来自设备的信号提供给分析设备。通信源可包括这样的源如W1-F1、无线的、光学的、蓝牙、近场通信、微波、激光等及其组合。此外，分析设备可包括配置成从该通信源接收信号的通信接收器。 在【具体实施方式】中，设备包括基于MEMS的加速度计，其可配置在与图9所示的设备类似的安装单元上。安装单元可空间地配置成将基于MEMS的加速度计定向成与由离心机生成的向心力成预定角。通过旋安装立方体，可测试被安装的加速度计的所有轴线。受控的每时间段转动可包括受控的随时间变化的每时间段转数。在这种情况下，分析设备可配置成响应于受控的随时间变化的每时间段转数确定施加至设备的随时间变化的重力。分析设备还可配置成响应于随时间变化的重力和来自基于MEMS的加速度计的一个或多个信号确定与基于MEMS的加速度计相关联的静摩擦力。在【具体实施方式】中，该一个或多个信号可与复原力相关联，其中该复原力与基于MEMS的加速度计相关联。 在实施方式中，本专利技术提供了用于在该重力情况下确定缺损设备的方法。该方法可包括将设备联接至离心机的旋转构件并将操作功率施加至设备。当设备上施加有操作功率时，离心机的旋转构件可具有受控的旋转速度。该旋转速度可与重力相关联。在实施方式中，该方法可包括相对于重力旋转设备，从而以指定的角施加重力。通过以不同的定向配置设备，设备可在所有的六个轴线上被测试。然后，当设备上施加有操作功率并且受到重力时，来自设备的一个或多个信号可被接收在计算设备中。通过使用计算设备，响应于该一个或多个信号和重力，设备可被确定为是缺损的或者不是缺损的。 在【具体实施方式】中，该方法可包括联接功率源至旋转构件和设备，从而向设备提供操作功率。该功率源可选自电池、电容器等。 在【具体实施方式】中，该方法可包括当设备上施加有操作功率时施加调整因素至设备，以及当设备上施加有操作功率并且受到重力时输出响应于调整因素的一个或多个信号。此外，该一个或多个信号可从与离心机相联接的通信源输出。该一个或多个信号可从通信机构输出，其中该通信机构选自W1-Fi装置、无线装置、光学装置、蓝牙装置、近场通信装置、微波装置、激光装置等。 在【具体实施方式】中，设备可包括基于MEMS的加速度计，并且控制旋转速度的方法步骤可包括及时改变旋转构件的旋转速度。响应于一个或多个信号和旋转速度并与加速度计相关联的静摩擦源可在计算设备中确定。此外，该一个或多个信号可与复原力相关联，其中该复原力与基于MEMS的加速度计相关联。 本专利技术的其他实施方式可涉及测试各种具有检测质量的基于MEMS的设备。 参考【具体实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
离心机筛选系统，包括：基础离心机系统，包括可变速度控制器、驱动毂件以及保护壳；盒安装毂件，与所述基础离心机系统相联接；以及一个或多个盒，配置在榫接式盒安装毂件上。

【技术特征摘要】
2013.03.26 US 61/805,445;2013.05.06 US 61/820,123;1.离心机筛选系统，包括: 基础离心机系统，包括可变速度控制器、驱动毂件以及保护壳； 盒安装毂件，与所述基础离心机系统相联接；以及 一个或多个盒，配置在榫接式盒安装毂件上。2.如权利要求1所述的系统,其中所述基础离心机系统包括成品离心机或OKTEK的G-5005型离心 机。3.如权利要求1所述的系统，其中所述盒安装毂件包括销接的榫接式中心盒安装毂件，并配置成保持两个晶圆保持盒或两个托盘载体或托盘盒。4.如权利要求1所述的系统，其中， 所述一个或多个盒中的每一个均包括具有Delrin肋状件的2槽钛晶圆盒；以及 所述一个或多个盒和所述盒安装毂件被精确平衡。5.如权利要求1所述的系统，其中所述一个或多个盒竖直地或水平地安装在所述盒安装毂件上。6.用于使用离心机筛选系统测试MEMS设备的方法，其中所述离心机筛选系统包括基础离心机系统和与所述基础离心机系统相联接的盒安装毂件，所述方法包括: 提供一个或多个MEMS部件，每个所述MEMS部件上形成有一个或多个MEMS设备； 在两个或更多个盒内配置所述一个或多个MEMS部件； 在所述盒安装毂件上配置所述两个或更多个盒； 通过所述基础离心机系统，将受控的加速度曲线施加至所述一个或多个MEMS部件；以及 识别一个或多个目标MEMS部件。7.如权利要求6所述的方法，其中， 所述一个或多个MEMS部件和所述两个或更多个盒的配置以精确平衡的方式配置在所述盒安装毂件上； 所述一个或多个MEMS部件包括两个或更多个MEMS晶圆并且所述两个或更多个盒包括两个或更多个晶圆保持盒，其中所述两个或更多个MEMS晶圆中的每一个均包括顶侧或结合焊盘侧，所述两个或更多个MEMS晶圆和所述两个或更多个晶圆保持盒的配置使得所述两个或更多个MEMS晶圆中的每一个的所述顶侧均从所述两个或更多个晶圆保持盒内面对所述盒安装毂件。8.如权利要求6所述的方法，其中所述一个或多个MEMS部件和所述两个或更多个盒的配置使得通过施加所述加速度曲线得到的g力相对于所述一个或多个MEMS部件中的每一个的一个或多个MEMS设备被定向在+Z方向上。9.如权利要求6所述的方法，其中， 识别一个或多个目标MEMS部件的步骤包括识别位于所述一个或多个MEMS部件上的一个或多个MEMS设备中的静摩擦；以及 识别一个或多个目标MEMS部件的步骤包括芯片探查处理、晶圆探查处理、或传统晶圆探针生产过程。10.如权利要求15所述的方法，其中所述受控的加速度曲线包括平滑加速度曲线、静态加速度曲线、连续加速度曲线、分段式加速度曲线、或脉冲式加速度曲线。11.如权利要求15所述的方法，其中， 所述两个或更多个盒包括两个或更多个托盘盒或托盘载体；以及在两个或更多个盒内配置所述一个或多个MEMS部件的步骤包括在所述两个或更多个托盘盒或托盘载体中的每一个内配置MEMS划片部分、MEMS封装部分、或MEMS处理部分。12.在高重力下测试设备的系统，包括: 离心机，包括旋转构件； 设备，与所述旋转构件相联接，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：小雷蒙德·莫里尔，戴夫·保罗·延森，刘元钧，
申请(专利权)人：马库伯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US