一种电热式微镜的自动测试系统及方法技术方案

本发明专利技术公布了一种电热式微镜的自动测试系统，包括电动位移平台、电热式微镜测试的针头、数据采集系统、电热式微镜自动测试控制系统光路。一种电热式微镜的自动测试方法，包括电热式微镜良品率的测试、电热式微镜的老化测试和光扫描测试、电热式微镜属性测试。通过本发明专利技术的测试系统和方法能够实现自动测试微镜的良品率和自身属性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
微机电系统(Micro-electro-mechanicalsystems,简称 MEMS)是利用微加工技术制造出来的三维装置，至少包括一个可运动结构满足某种机械作用。MEMS器件由于借鉴了集成电路的工艺因此应用于很多不同的领域。本世纪越来越多的传感器和执行器都倾向于米用MEMS技术,其中微机电系统微镜就是其中一个绝佳的例证。微机电系统驱动结构产生的力很小，但足以驱动镜面使其发生偏转。在众多MEMS微镜中电热式微镜是一款依靠热形变使镜子偏转的微机电系统。电热式微镜系统主要包括镜面、支撑臂和驱动臂三个部分，其中驱动臂就是依靠电热效应产生形变驱动镜子偏转。·电热式微镜自动测试控制系统，利用外部电路系统和电动位移平台来测量圆片裸芯的性能状况，通过系统驱动将芯片的整体情况显示到电脑软件上，同时进行相应的存储记录。电热式微镜自动测试控制系统操作简单方便，在批量测试裸芯的步骤上大大缩减了工程时间。尤其是在芯片使用前的阶段对芯片整体性能进行测试，对芯片下一步的使用提供了有力的保障。虽然在微机电系统微镜领域已经有一些较为成熟的自动测试控制方案，但是在电热式微镜领域尚未有自动测试控制系统的方案，尤其是针对小芯片，低成本，可靠性较高的方案。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种针对小芯片，低成本，可靠性较高电热式微镜的自动测试系统及方法。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案—种电热式微镜的自动测试系统，其特征在于包括电动位移平台、电热式微镜测试的针头、数据采集系统、电热式微镜自动测试控制系统光路；所述电动位移平台用于放置电热式微镜裸芯圆片，并可以带动圆片在X、Y、Z轴方向上移动；所述电热式微镜测试的针头用于接触电热式微镜的焊盘，测试电热式微镜驱动臂的阻值；所述数据采集系统用于采集电热式微镜驱动臂电阻信号、位置敏感传感器输出的图形信号，控制电动位移平台移动，驱动电热式微镜扫描；所述电热式微镜自动测试控制系统光路用于将入射激光经电热式微镜反射到屏幕上和位置敏感传感器上，其光路设计如本公司专利“一种微镜图形扫描机构”申请号201110377691. 3 所示。其进一步特征在于所述电热式微镜的焊盘分为上下两行，共五个焊盘；所述测试针头主要采用固定夹具、弹簧针和外界电引线组成，整个测试针头的固定夹具采用激光打孔，孔的排列顺序和焊盘排列相同，将弹簧针穿过夹具孔滴胶固定好后，向夹具内腔浇注凝固胶体，使其密封填满，露出的弹簧针的末端焊接导线连接出来。进一步的数据采集系统包括中央处理器、模数转换模块、数模转换模块、信号整形模块、电动位移平台控制模块、电阻采集模块、USB通信模块和安全保护模块；所述中央处理器主要负责数据的整体处理，执行整个控制系统的算法运行；所述模数转换模块用来转换位置敏感传感器输出的模拟信号，用于监控扫描圆形时微镜的运动情况；所述数模转换模块用于输出模拟信号控制微镜扫描；所述信号整形模块用于对数模转换模块输出的信号进行整形处理，处理后的信号符合驱动微镜信号的属性；·所述电动位移平台控制模块，主要用来控制平台步进量和针头停留时间；所述电阻采集模块用来检测微镜四个电阻的阻值，以此标定微镜是否为良品;USB通信模块用来控制中心与电脑之间的通信，系统控制软件通过USB通信方式发送指令控制整个硬件模块的工作；所述安全保护模块是防止上电与掉电瞬间浪涌信号对微镜的冲击。—种电热式微镜的自动测试方法，包括电热式微镜良品率的测试、电热式微镜的老化测试和光扫描测试、电热式微镜属性测试；I)所述电热式微镜良品率的测试步骤为将整板的电热式微镜裸芯圆片放置在电动位移平台的卡板上，根据平台标记纠正好圆片的角度，用镂空盖板盖住圆片，使圆片固定良好；移动X轴和Y轴的电动平台，将测试针头移到预设微镜的下方，移动针头沿Z轴方向向下，通过摄像头软件对准针尖与焊盘的位置，读取该电热式微镜的驱动臂阻值，当电热式微镜的四个驱动臂阻值均存在时，记录此时的X、Y、Z的坐标值，并将此值作为原点；根据电热式微镜的尺寸在电脑控制软件界面上设置X轴、Y轴平台的步进量和Z轴平台的抬起高度，启动电动位移平台，依次记录下每个微镜对应的坐标和电阻，当微镜的电阻值出现异常时记录此时的电热式微镜为次品，记录当前次品坐标，在显示软件版图上以红色标记；将每一次采集到的芯片阻值存储，直至将设定数量的电热式微镜全部测完，根据软件上的存储数据计算出所测的圆片上微镜的良品率；2)所述电热式微镜的老化测试和光扫描测试步骤为将电动位移平台翻转90度，安装到测试光路中，依照步骤I)固定好原点，设置好步进量，设置Z轴点击到微镜上的停留时间即老化时间，将激光打到微镜上后，上位机软件输出老化测试信号，观察屏幕上的图形是否有标准的圆形输出，同时位置敏感传感器(PSD)采集到扫描的圆形，将其拆解为两路正弦波信号，通过模数转换电路将正弦波采集到电脑的软件中，电脑软件时刻监控这两路信号的相位差，并将相位差的值存储实时显示为一条曲线，当测得的相位差90°并且在测试时间内相位差曲线没有波动表明此微镜为优品，可用作工程使用；3)所述电热式微镜属性测试微镜的属性测试分为三个部分，本系统将三个属性的测试集成到一起，首先微镜的偏转角度与电压关系的测试是由软件控制启动，由电路系统输出步进电压可调，输出频率可调的台阶电压；此时在位置敏感传感器的输出端会有对应的一组电压输出，代表屏幕上的激光反射后显示的实际坐标点，依次记录存储相关数据，并自动拟合出所加载电压与偏转角度的关系曲线；延时特性的测试和谐振频带测试可同时进行，由软件设置输出波形的频率特征值后，电路系统输出频率步进的正弦波电压，位置敏感传感器反馈的信号与所加信号进行相位比较，软件自动记录相位差并准换计算成延时时间，同时拟合出不同频率下的延时特性曲线；谐振频带为位置敏感传感器输出的信号由正弦波变成畸形波形时的频率开始算起，直到畸形波形变回正常的正弦波时的频率为止，截止频率与起始频率之间的频带即为谐振频带。 上述系统软件包括圆片的版图导入和显示功能，电动位移平台参数的设置功能，微镜测试数量设置功能，数据存储功能，参数计算功能，次品标记功能，光扫描控制功能，微镜属性测试功能；圆片的版图导入和显示功能用来测试时显示当前测试微镜在整板圆片中的位置，当测试出次品时自动记录位置，并标记出颜色；电动位移平台参数设置功能主要用于设置电动位移平台的X轴、Y轴、Z轴的坐标、Z轴平台停顿时间和电动平台偏移量；测试数量设置用于测试整个原片上的部分芯片或用于抽测时使用；数据存储功能主要用于存储需要记录的信息和需要计算的数据；参数计算功能主要实现良品率的计算和位置敏感传感器两路信号相位差的计算，次品标记功能可以将圆片上的次品位置在软件版图上记录下来；光扫描控制功能用来筛选优良微镜，通过监控扫描圆形的形状判断微镜的品质；在上一步的基础上使用微镜属性测试软件可自动测试微镜驱动电压与偏转角度的关系、微镜的延时特性和微镜的谐振频带。本专利技术具有下述优点I、批量测试电热式微镜、效率高、准确率高、便于统计数据。2、软件设置自由，步进量可调，可针对微镜进行抽样测试。3、成本低，容易实现。4、光路元件较少，实现简单，实用性强，可集成化。5、可对芯片使用前进行老化和光测试，提高下一步使用前的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电热式微镜的自动测试系统，其特征在于：包括电动位移平台、电热式微镜测试的针头、数据采集系统、电热式微镜自动测试控制系统光路；所述电动位移平台用于放置电热式微镜裸芯圆片，并可以带动圆片在X、Y、Z轴方向上移动；所述电热式微镜测试的针头用于接触电热式微镜的焊盘，测试电热式微镜驱动臂的阻值；？所述数据采集系统用于采集电热式微镜驱动臂电阻信号、位置敏感传感器输出的图形信号，控制电动位移平台移动，驱动电热式微镜扫描；所述电热式微镜自动测试控制系统光路用于将入射激光经电热式微镜反射到屏幕上和位置敏感传感器上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：兰树明，谢会开，陈巧，管帅，王东琳，傅霖来，周亮，
申请(专利权)人：无锡微奥科技有限公司，
类型：发明
国别省市：