Caractérisation 3D fiable des capteurs de pression
Les capteurs de pression MEMS font partie des tout premiers dispositifs micro-électromécaniques (MEMS) fabriqués en série et existent aujourd'hui en différents types (par exemple pour la mesure de la pression relative ou absolue) pour différentes applications, dont beaucoup sont critiques en termes de sécurité. Les capteurs de pression sont utilisés dans une multitude d'applications telles que l'utilisation médicale et biomédicale, dans les diaphragmes, dans les wearables, l'imagerie diagnostique et plus encore.
Comment fonctionnent les capteurs de pression ?
Le principe de fonctionnement de base des capteurs de pression MEMS réside dans la conversion de la charge phyisque et de la pression en un signal électrique analogique. Les changements de pression entraînent une modification de la forme de la membrane du capteur de pression et le signal de tension électrique est proportionnel à la déviation de la membrane. Pour garantir la fonctionnalité et la qualité du produit, en particulier dans les applications critiques en matière de sécurité, une évaluation et une caractérisation complètes des capteurs de pression MEMS sont essentielles. En raison de leur taille et de leur sensibilité, les capteurs de pression MEMS nécessitent des méthodes de test optique sans contact.
Mesure de la topographie 3D des capteurs de pression MEMS
Certains paramètres de performance des capteurs de pression ne peuvent pas être mesurés électriquement, c'est pourquoi l'industrie s'appuie sur des approches supplémentaires. L'une de ces approches est la mesure de la topographie 3D de la membrane fine et sensible du capteur de pression, y compris la mesure de son épaisseur. Les profileurs de surface optiques de la série TopMap d'interféromètres à lumière blanche révèlent avec précision les paramètres de forme et la courbure de la membrane du capteur de pression à différentes pressions appliquées, évitant ainsi les contraintes indésirables et garantissant que le processus de gravure fonctionne comme souhaité. Les résistances appliquées à la membrane du capteur de pression peuvent également être mesurées pour confirmer et optimiser le positionnement et la fixation.
Rapport rapide sur les échantillons ou service de mesure ?
Test de la dynamique et des performances des capteurs de pression
La fréquence de résonance et l'amplitude de vibration de la membrane du capteur de pression MEMS peuvent être détectées avec précision en utilisant la vibrométrie Doppler laser basée sur le microscope. Pour chaque résonance, la forme de la déviation opérationnelle de la membrane peut être comparée aux formes de mode prédites par une simulation par éléments finis (FE). En combinant les données de mesure du vibromètre avec les données de la simulation FE, la corrélation permet de déterminer des paramètres tels que les conditions aux limites, l'épaisseur, la rigidité et la contrainte. Les solutions de test optique de Polytec permettent de mesurer l'épaisseur de la membrane d'un capteur de pression de 300 nm d'épaisseur avec une précision inférieure à 1%. Pour le contrôle de qualité en ligne, l'automatisation au niveau des plaquettes permet de détecter les unités de membrane de capteur de pression MEMS défectueuses avant l'emballage, ce qui permet d'éviter les rejets et de réduire les coûts.
Mesure de l'épaisseur des membranes, des films et des couches
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