2016年第35卷第10期综述与评论
传感器与微系统(Transducer and MicrosystemTechnologies）
DOI:10.13873/J.10009787( 2016 )10000103
MEMS晶圆级测试系统现状及未来展望
乔玉娥，刘岩，程晓辉，丁立强，丁晨，梁法国（中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051）
摘要：微机电系统MEMS)产品的广泛应用使得晶圆级测试技术必要性日益凸显。分析了国内和国际 MEMS品圆级测试系统硬件和MEMS晶圆级测试技术的现状。参照国际上利用RM8096/8097标准物质（RM)对MEMS产品进行计量测试的方法，给出了针对我国现有MEMS品圆级测试系统校准问题的初步
解决方案。并指出了该类测试系统今后向着标准化模块化方向发展的趋势。关键词：微机电系统；晶圆级测试系统；测试技术；标准物质
中图分类号：TB972
文献标识码：A
文章编号：1000-9787(2016)10-0001-03
Present situation and future prospect of MEMS wafer
level test system
QIAO Yu-e, LIU Yan, CHENG Xiao-hui, DING Li-qiang, DING Chen, LIANG Fa-guo
( The 13th Research Institute, China Electronics Technology Group Corporation,Shijiazhuang 050051, China ) Abstract: Wide application of MEMS products makes it necessary to study on wafer level testing technology. Domestic & international present situation of hardware of MEMS wafer level test system and testing technology of MEMS wafer level are analyzed. Referring to RM8096/8097 reference material( RM ), a preliminary solution for calibration problem of system is given. Trend of standardization and modularization that testing system can expand in the future is pointed out
Key words : MEMS; wafer level test system; testing technology: reference material( RM )
0引言
微机电系统（MEMS）属于21世纪前沿技术，是对 MEMS加速度计、MEMS陀螺仪及惯性导航系统的总称。 MEMS器件特征尺寸从毫米、微米基至到纳米量级，涉及机械、电子、化学、物理、光学、生物、材料等多个学科1)。在产品的研制方面，能够显著提升装备轻量化、小型化、精确化和集成化程度，因此应用极为广泛。MEMS产品制造与经典的IC最大区别在于其含有机械部分，封装环节占整个器件成本的大部分，如果在最终封装之后测出器件失效不但浪费成本，还浪费了研究和开发（R&D）、工艺过程和代工时间，因此，MEMS产品的晶圆级测试在早期产品功能测试、可靠性分析及失效分析中，可以降低产品成本和加速上市时间，对于微机电系统产业化非常关键。
晶圆级测试技术应用于MEMS产品开发全周期的3个阶段：1)产品研发(R&D)阶段：用以验证器件工作和生产的可行性，获得早期器件特征。2)产品试量产阶段：验证器件以较高成品率量产的能力。3)量产阶段：最大化春叶量和降低成本。本文分析了国内和国际MEMS晶圆级测
收稿日期：2016-03-04
试系统硬件和系统技术现状，参照RM8096和RM8097，给
出了国内现有问题的解决方案。 1MEMS品圆级测试系统硬件 1.1测试系统
正如引言所说，一般MEMS产品的成品率比IC产品要低很多，成本分析发现60%~80%的制造成本来自于封装阶段，图1中当成品率为50%时，采用晶圆级测试的芯片能节省30%总成本，可见采用晶圆级测试技术，可以极大降低MEMS量产成本，提高器件可靠性。
303
总成本
2.0 1.5 1.0 0.5
图1
无品国测试有晶国测试
go
30
40
50
60
70
成品率/%
90
100
有无晶圆级测试条件下总成本对比
Fig 1
Total cost comparison under test condition with and
without presence of wafer