[发明专利]MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统及测试和筛选方法

权利要求书

1.MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征是：包括控制主机（1）和用于放置待测晶圆（6）的载片台（5），所述载片台（5）下方设有程控电机（16），所述程控电机（16）通过探针台控制器（2）与控制主机（1）连接；所述载片台（5）的正上方用夹具固定有探针卡（7），所述探针卡（7）通过探针（8）与载片台（5）上待测晶圆（6）的电极连接；所述探针卡（7）上设有RS485接口（13）、BNC三轴接口（14）和BNC同轴接口（15），所述探针卡（7）通过RS485接口（13）与控制主机（1）连接，通过BNC三轴接口（14）与高精度源表（3）连接，通过BNC同轴接口（15）与网络分析仪（4）连接，所述探针台控制器（2）、高精度源表（3）和网络分析仪（4）均通过GPIB/USB转接线与控制主机（1）连接；所述探针卡（7）上设有集成电路开关矩阵（9）、MCU微处理器（10）、C/V转换芯片（11）和C/V转换电路模块（12），所述MCU微处理器（10）分别与集成电路开关矩阵（9）、C/V转换芯片（11）和C/V转换电路模块（12）电连接；

所述控制主机（1）通过高精度源表（3）和探针卡（7）获取载片台（5）上待测晶圆（6）芯片上各个电极间的漏电电流；所述控制主机（1）通过探针卡（7）电路板上的MCU微处理器（10）和C/V转换芯片（11）获取载片台（5）上待测晶圆（6）芯片上各个电极间的静态电容；所述控制主机（1）通过网络分析仪（4）和探针卡（7）获取载片台（5）上待测晶圆（6）芯片各个模态的谐振频率；所述MCU微处理器（10）通过集成电路开关矩阵（9）控制不同芯片切换、芯片各个电极间切换、电极与高精度源表（3）的导通或关断、电极与网络分析仪（4）的导通或关断；所述控制主机（1）通过探针台控制器（2）驱动程控电机（16）运动，进而控制载片台（5）上的待测晶圆（6）的水平定位。

2.根据权利要求1所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述控制主机（1）控制高精度源表（3）输出+15V偏置电压，并通过探针（8）加载于芯片的电极上，测量电极间的漏电电流，并将测量结果通过BNC三轴接口（14）送入高精度源表（3），所述高精度源表（3）将漏电电流值发送至控制主机（1）。

3.根据权利要求1所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述控制主机（1）发送控制命令给探针卡（7）上的MCU微处理器（10），所述MCU微处理器（10）控制C/V转换芯片（11）测量电极间的静态电容，并将测量结果通过RS485接口（13）发送至控制主机（1）。

4.根据权利要求1所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述控制主机（1）控制网络分析仪（4）提供扫频激励信号，并通过探针（8）驱动芯片内部梳齿电容运动，所述C/V转换电路模块（12）用于测试芯片不同模态的动态电容，并将测试的动态电容信号转换成频率相关的电压信号，通过BNC同轴接口（15）将电压信号送入网络分析仪（4），所述网络分析仪（4）对数据进行极值分析，从而捕获最大电压点对应的频率，即谐振频率，所述网络分析仪（4）将谐振频率值通过GPIB/USB转接线发送至控制主机（1）。

5.根据权利要求4所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述的扫频激励信号为频率15KHz~25KHz的正弦扫频信号，扫频时间为5s，采样数为1000。

6.根据权利要求4所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述C/V转换电路模块（12）用于测试芯片不同模态的动态电容是指C/V转换电路模块（12）分别对驱动模态、驱动检测模态和检测模态的动态电容进行测量。

7.根据权利要求4所述的MEMS陀螺芯片晶圆级测试系统，其特征在于：所述C/V转换电路模块（12）将测试的电容信号转换成频率相关的电压信号是指将测试的动态电容信号转换成电压模拟信号，所述电压模拟信号通过放大、整流、滤波后进行A/D转换，A/D转换后的信号为频率相关的电压信号。