Modulare aktive Probecard zur Systemcharakterisierung von mikro-elektromechanischen Sensoren am Beispiel von Gyroskopen

摘要

Zur Verkurzung der Entwicklungszeiten von MEMS Sensoren ist es wunschenswert, Systemtests in einer moglichst fruhen Entwicklungsphase mit einer hohen Anzahl an Sensorstrukturen durchzufuhren. Dazu wird das Stadium direkt nach der technologischen Fertigung der mikromechanischen Komponente genutzt, wenn sich die Sensoren noch im Waferverbund befinden. Auf Waferlevel konnen eine Vielzahl von Mikro- und Nanosensoren automatisiert charakterisiert werden. Die entwickelte, modular aufgebaute aktive Probecard kann mit verschiedenen Elektroniken erweitert werden. Das ermoglicht einen sehr ausgiebigen Systemtest in kurzer Zeit an jedem Sensor. Die Charakterisierung der Mikrosysteme mithilfe der aktiven Probecard wird am Beispiel von Gyroskop-Sensoren gezeigt. Mit einer entsprechenden Software konnen die folgenden Kenngrossen erfasst werden: Resonanzfrequenz und Gute von Drive- und Sense-System, Anregespannung und mechanische Auslenkung, mechanische Quadratur und Nulldrehrate (ZRO), die Werte fur die Bias Instability (BI) und Angle Random Walk (ARW) aus der Allan-Varianz, sowie die Kapazitaten zwischen den Elektroden und der beweglichen Struktur (Coriolismasse).