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Messung der 3D-Topographie (und Dynamik!) von MEMS-Drucksensoren
Optische Prüfung von MEMS-Drucksensoren, MEMS Membranen und Qualitätskontrolle
Einige leistungsrelevante Parameter von Drucksensoren können nicht elektrisch gemessen werden, weshalb sich in der industriellen Fertigung der MEMS Drucksensoren zusätzliche Prüfmethoden etabliert haben. Die 3D-Topographie erlaubt die rückwirkungsfreie sowie reproduzierbare Messung der Bauteiloberfläche und deren Formparameter, insbesondere der dünnen und empfindlichen Drucksensormembran und erlaubt zudem die Dickenmessung der MEMS-Membran. Die optische Oberflächenmesstechnik der TopMap-Serie an Weißlicht-Interferometern ermöglicht eine präzise Evaluierung der Formparameter sowie der Krümmung der Drucksensormembran bei unterschiedlichen Druckverhältnissen. Damit werden unerwünschte Belastungen vermieden und sichergestellt, dass der Ätzprozess des MEMS wie gewünscht funktioniert und die Membran spannungsfrei freigelegt ist. Die auf der Drucksensormembran aufgebrachten Widerstände können ebenfalls gemessen werden, um so die Positionierung und deren Geometrie zu prüfen und zu optimieren.
Sowohl Resonanzfrequenz als auch Schwingungsamplitude der MEMS-Drucksensormembran können mit Hilfe der mikroskopischen Laser-Doppler-Vibrometrie präzise gemessen und getestet werden. Für jede Resonanzfrequenz kann die Betriebsschwingform der Membran erfasst werden und bspw. mit der charakteristischen Modenform einer Finite-Elemente-Simulation (FE) verglichen werden. Durch das Verknüpfen von Schwingungsmessdaten mit FE-Simulationsdaten lassen sich Membranparameter wie Dicke, Steifigkeit und Spannung der Membran präzise bestimmen.
