Modul MEMS dan penderia menduduki kedudukan pertengahan yang agak pelik dalam pembuatan elektronik. Tidak seperti papan logik digital, di mana ujian kesinambungan yang lulus selalunya sudah memadai untuk mengesahkan hasrat reka bentuk, nilai sebenar modul MEMS atau penderia terletak pada sejauh mana ketepatannya mengukur sesuatu dalam dunia fizikal — tekanan, pecutan, kelembapan, cahaya atau pergerakan. Sesebuah modul boleh lulus setiap pemeriksaan keterhubungan elektrik namun tetap gagal memberikan output yang boleh digunakan. Jurang inilah sebabnya penentukuran dan ujian fungsi pada peringkat peranti dianggap sebagai satu disiplin tersendiri dalam pemasangan MEMS, bukannya tambahan pilihan kepada ujian PCBA standard.
Mengapa Penentukuran dan Ujian Fungsian Peringkat Peranti Penting
Tiga ciri MEMS dan peranti penderia menjadikan ujian pada peringkat peranti sesuatu yang perlu, bukan sekadar diingini.
Hanyut.Struktur MEMS adalah mekanikal serta elektrik. Rasuk skala mikro, membran, atau jisim bukti boleh beralih sebagai tindak balas kepada kitaran terma, tekanan mekanikal daripada pembungkusan, atau sekadar masa dalam penyimpanan. Penderia yang membaca dengan betul pada peringkat die atau wafer mungkin hanyut setelah ia dibungkus, dipateri, dan dikenakan kitaran terma semasa pemasangan. Ujian pada peringkat peranti mengesan peralihan ini sebelum modul dihantar.
Variasi antara unit.Malah penderia daripada kelompok wafer yang sama, yang dipasang pada barisan yang sama, boleh berbeza dari segi ofset, kepekaan atau gandaan disebabkan oleh toleransi proses biasa dalampelekatan cip, pengikatan wayaratau enkapsulasi. Bagi banyak aplikasi, variasi ini adalah cukup kecil untuk diabaikan. Untuk aplikasi yang bergantung pada ketepatan mutlak — dan bukannya hanya bacaan relatif atau berasaskan ambang — variasi tersebut perlu diukur dan, dalam banyak kes, diimbangi pada peringkat modul.
Kepekaan terhadap persekitaran.Output penderia selalunya merupakan fungsi lebih daripada satu pemboleh ubah. Bacaan penderia tekanan mungkin beralih dengan suhu. Titik sifar sebuah pecutera mungkin beralih dengan suhu, voltan bekalan, atau tekanan mekanikal yang terhasil semasa pembungkusan. Lengkung tindak balas penderia kelembapan itu sendiri mungkin beralih dengan suhu. Jika aplikasi akhir beroperasi merentasi julat keadaan persekitaran, tingkah laku penderia perlu dicirikan merentasi julat yang sama — bukan hanya pada suhu bilik di atas bangku ujian.
Kategori Umum Ujian
Strategi ujian untuk modul MEMS dan penderia secara amnya terbahagi kepada tiga kategori utama, yang sering digunakan secara gabungan dan bukannya sebagai alternatif:
Ujian fungsionalmengesahkan modul dihidupkan dengan betul, berkomunikasi melalui antara mukanya (I2C, SPI, output analog, dan lain-lain), dan menghasilkan tindak balas terhadap rangsangan yang diketahui. Ini ialah sempadan lulus/gagal dan bukannya pengukuran ketepatan.
Penentukuran terhadap rujukanmembandingkan output penderia dengan nilai rujukan yang diketahui dan boleh dijejaki — tekanan rujukan, pecutan terkawal, sumber cahaya bertauliah — dan memperoleh pekali pembetulan (ofset, gandaan, lineariti) yang disimpan pada peranti atau digunakan pada peringkat seterusnya.
Ujian persekitaranmenilai prestasi sensor merentasi julat suhu, kelembapan, getaran atau voltan yang berkaitan dengan aplikasi akhir, sama ada untuk mengesahkan kestabilan atau untuk menjana data pampasan bagi digunakan dalam penentukuran.
Gabungan yang mana antara ini yang digunakan sangat bergantung pada jenis penderia, keperluan ketepatan aplikasi, dan sama ada pampasan dilakukan pada modul (contohnya, melalui EEPROM terbina dalam) atau dalam perisian tegar pada bahagian hos.
Bagaimana Ini Sesuai Dengan Aliran Kerja Pemasangan dan Ujian yang Lebih Menyeluruh
Tiga kategori ujian ini jarang digunakan secara berasingan — kombinasi mana yang dijalankan, dan pada peringkat mana, bergantung pada kedudukan modul dalam proses pemasangan. Penentukuran dan ujian lazimnya berada di hilir langkah pemasangan seperti lekap mati, pematerian wayar, atau pemasangan flip-chip, dan di hulu pembungkusan akhir atau integrasi sistem. Oleh kerana pembungkusan MEMS boleh memperkenalkan tekanan mekanikalnya sendiri, ujian yang hanya dilakukan pada peringkat wafer atau mati tidak sepenuhnya menggambarkan bagaimana modul siap akan berkelakuan di lapangan — ia menapis kegagalan pada peringkat mati yang jelas, tetapi perubahan yang disebabkan oleh pembungkusan hanya muncul setelah modul dipasang. Itulah hujah praktikal untuk menganggap penentukuran dan ujian sebagai sebahagian daripada kesinambungan yang sama dengan pemasangan — yang dirancang bersama semasaNPI, bukan dipasang kemudian.
Untuk jurutera yang menilairakan kongsi pemasangan, soalan yang berguna bukan hanya "bolehkah anda menguji ini," tetapi "bagaimana ujian itu berkait denganproses pemasangan peringkat cip dan peringkat modul," kerana kedua-duanya sukar dipisahkan bagi produk MEMS dan sensor.
Sumber yang Berguna
●Protokol Kawalan ESD dalam Pemasangan PCBA untuk Papan Penderia Perubatan Sensitif
●COB pada Substrat Fleksibel dan Fleksibel-Kaku: Perubahan Apabila Papan Melentur
●Pengeikatan Wayar Padang Halus dan Pemasangan Modul Berbilang Cip: Keupayaan yang Dibenarkan
