智芯传感“MEMS结构共振疲劳试验方法”成为中国国家标准

简介：一流企业做标准，只有符合标准的技术认证，掌握标准制定权，才能使企业在激烈的市场竞争中保持核心竞争力。企业和行业都是如此。对于传感器领域，许多传感器行业采用国外标准，在设计、制造、测试、包装等方面建立国家标准，对中国传感器企业的发展具有重要意义。

MEMS传感器是一种采用微机加工技术制造的新型传感器。随着MEMS日益成熟的技术产业，MEMS传感器种类越来越多，性能越来越强大。产品已广泛应用于汽车、医疗、工业、消费电子等领域，是中国十四五规划的重点发展领域。但是，相对于MEMS技术的快速发展，MEMS可靠性相关研究在我国还不够成熟，远远落后于国外。MEMS行业内可靠性评价方法很少标准化。

近年，由北京智芯传感科技有限公司（简称：智芯传感）参与的“微机电系统（MEMS）技术 MEMS结构共振疲劳试验方法已成为国家标准GB/T 38447-2020，为MEMS在共振条件下，疲劳失效试验找到了国家认可的标准方法。

为什么共振疲劳试验是为什么？MEMS传感器的结构如此重要？让我们先了解什么是共振。

共振是物理学中常用的专业术语。任何物体(系统)都有固有频率，其固有频率由物体(系统)的材料、密度、形状等物理因素决定。在周期性外力（强迫力）的作用下，如果外力的频率接近或等于系统的固有振动频率，系统的强制振动将达到很大的值，称为共振，称为共振频率。在共振频率下，由于系统在周期性振动过程中储存动能，外力小的周期性振动也会引起物体(系统)的大反应。一般来说，当周期性驱动力与振动合拍时，每个驱动力都与物体的速度方向一致，驱动力是积极的，所以振幅越来越大，能量越来越大；相反，当驱动力不与振动合拍时，即振动频率不同，部分功率为负功率，振动系统获得的能量较少，难以引起共振。

完成包装的MEMS对于设备，长期压力载荷可能会影响硅膜的弹性变形，也可能导致硅膜疲劳，共振产生的压力载荷会加剧传感器疲劳失效的速度，造成这些损伤MEMS如果传感器特性参数漂移严重，会引起MEMS传感器开路和短路，从而影响产品的最终可靠性。

智芯传感MEMS结构共振疲劳试验方法由激振器、拾振器传感器、控制器和记录仪器组成，通过对样品施加预期振动振幅进行疲劳试验。

试验环境的温度范围为15℃~35℃，相对湿度控制在20%~大气压力范围为86%kPa~106kPa在试验中，首先测量参考强度，测量样品的共振特性，规定范围增长率，设置参数和过程监测进行试验。当样品失效或达到预定的试验时间或次数时，试验结束。在试验过程中，需要记录试验环境中特定时间间隔测量的温度、相对湿度、大气压力、振动幅度和频率，以及样品故障时间。

在国家标准中，提出样品集成机械结构，用于振动或检测样品振幅，并附上集成振动和检测结构静电设备、外部驱动和集成应变结构（检测位移）设备和基于帕里斯的试验示例（Paris）定律和韦伯（Weibull）脆性材料疲劳寿命分布理论表达式和硅疲劳试验结果。

微机电系统(MEMS)技术—MEMS2020年3月6日发布结构共振疲劳试验方法，并于2020年7月1日正式实施。

不仅仅是智芯传感MEMS传感器工艺包括设计、生产、包装、校准和模块MEMS传感器可靠性测量测试有独特的理解和贡献，已成为MEMS全能企业在传感器领域很少见。