MEMS 麦克风生产过程中的最佳实践

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STMCU小助手发布时间：2022-12-2 15:10

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文章简介:	MEMS 麦克风生产过程中的最佳实践

前言
本应用笔记可作为 MEMS 麦克风生产过程中最佳实践的参考。为实现高可靠性的设备， ST生产过程已经经过仔细研究和发展，因此这些产品已经经历了详细的质量和可靠性测试。
第 1 节：质量保证详细说明了对麦克风执行的各种测试。
本文还就在由客户执行的过程中，如何适当管理麦克风提供了建议，包括接收后验证设备、适当处理设备以及生产线方面的考虑。

1 质量保证, M" d3 Z4 r7 W" W8 a( S |$ M
1.1 可靠性测试
本节列出了对麦克风执行的所有可靠性测试。
1.1.1 HTOL：高温工作寿命
设备处于动态配置中，接近工作的最大绝对额定，包括结温、负载电流、内部功率耗散。本测试旨在模拟最差情况下的应用逆境条件。执行本测试可研究氧化故障、金属退化等典型的IC 故障模式，以及检查总的 IC 参数稳定性。

1.1.2 HTS：高温储存
设备储存于封装材料允许的最高温度无偏条件，有时会高于最高工作温度。执行本测试可研究高温引起的故障机制；一般为引线焊接连接老化、数据保留故障，以及金属应力无效。

1.1.3 PC （JL3）：前提条件（焊接模拟）
在受控的湿度吸收之后，设备放置在用于表面贴装的典型温度曲线。执行本测试可研究通过封装水吸收的强化后，客户制造焊接总的效果。作为一个单独的测试，它被用于研究湿度灵敏度等级。作为其它可靠性测试的前提条件，它被用于验证表面贴装应力对随后的可靠性效果没有影响。

1.1.4 TC：温度循环
设备被放置于循环的温度范围，即空气中的热室和冷室。这样做的目的是研究在芯片封装系统中，材料交互的不同热扩展产生的热 - 机械应力相关的故障模式。典型的故障模式与金属位移、介质断裂和成型焊线故障有关。

1.1.5 静电放电（人体模型、机器模型、充电设备模型）
设备所有引脚放置于高压峰值，根据不同的仿真模型模拟 ESD 条件。本测试通过将设备暴露于静电放电，根据其易受损坏的程度分类设备。

1.1.6 LU （CI）：闭锁（过电压和电流注入）
本测试包括强制电流进入输入引脚，或令电流流出输出引脚。在这些条件下，移除该电流，必须不能观察到供电电流幅度变化。这样可验证体寄生效应的存在 - 包括闭锁。

1.1.7 THB：温湿度偏置
设备在静态配置中偏置，使其内部功率耗散最小化，在受控条件处（环境温度和相对湿度）储存。本测试旨在研究芯片封装环境中产生的、由电场和湿度条件导致的故障机制。它的主要目的是突出在电化学腐蚀等条件下的典型 IC 故障机制。

1.1.8 LTS：低温储存
设备储存于封装材料允许的最低温度无偏条件，有时会低于最低工作温度。这对于研究由长时间极冷条件产生的故障机制很有用。

1.1.9 重复自由落体
设备遭受重复的机械掉落。执行本测试的目的是检查当遭受重复的机械应力时， MEMS 麦克风的稳健性。

1.1.10 MS：机械震动
设备遭受 10000 g / 0.1 ms，每个轴 5 次震动。其目的为确定当受到由处理、运输或现场操作产生的突发力量或运动时，元件是否能抵挡相对严重的震动。

1.1.11 VVF：振动变量频率
设备遭受峰值加速度为 20 g， 20 Hz 至 2000 Hz 的振动，应用于三个垂直方向。执行振动变量频率测试来确定在一个给定频率范围内，振动对内部结构单元的影响。

1.1.12 MTC：湿度和温度循环
设备暴露于周期性的温度和湿度。本测试用于研究设备对抗湿度和温度组合影响的稳健性。

1.1.13 空气压缩
本测试为向麦克风的声音入口施加高压空气。 1 秒钟内五次，从不同距离施加压缩空气。使用空气枪执行测试，目的是检查 MEMS 薄膜的稳固性。若灵敏度没有变化，则设备通过测试。

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