A New Non-Invasive Air-Based Actuator for Characterizing and Testing MEMS Devices
Notice bibliographique
Résumé
This research explores a new ATE (Automatic Testing Equipment) method for Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) devices. In this method, microscale aerodynamic drag force is generated on a movable part of a MEMS sensor from a micronozzle hole located a specific distance above the chip that will result in a measurable change in output. This approach has the potential to be generalized for the characterization of every MEMS device in mass production lines to test the functionality of devices rapidly and characterize important mechanical properties. The most important testing properties include the simultaneous application of controllable and non-invasive manipulative force, a single handler for multi-sensor, and non-contact characterization, which are relatively difficult to find with other contemporary approaches. Here we propose a custom-made sensing platform consisting of a microcantilever array interconnected to a data acquisition device to read the capacitive effects of each cantilever’s deflection caused by air drag force. This platform allows us to empirically prove the functionality and applicability of the proposed characterization method using airflow force stimuli. The results, stimulatingly, exhibited that air force from a hole of 5 µm radii located 25 µm above a 200 × 200 µm2 surface could be focused on a circular spot with radii of approximately 5 µm with surface sweep accuracy of <8 µm. This micro-size airflow jet can be specifically designed to apply airflow force on the MEMS movable component surface. Furthermore, it was shown that the generated air force range could be controlled from 20 nN to 60 nN, approximately, with a linear dependency on airflow ranging from 5 m/s to 20 m/s, which is from a 5 µm radius microhole air jet placed 400 µm above the chip. In this case-study chip, for a microcantilever with a length of 400 µm, the capacitance curve increased linearly from 28.2 pF to 30.5 pF with airflow variation from 5 m/s to 21 m/s from a hole. The resultant curve is representative of a standard curve for testing of the further similar die. Based on these results, this paper paves the way towards the development of a new non-contact, non-invasive, easy-to-operate, reliable, and relatively cheap air-based method for characterizing and testing MEMS sensors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».