CN103454453B - 一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法，加速度传感器芯片生产校验补偿方法旨在用于加速度传感器芯片批量生产测试，加速度传感器芯片生产校验补偿方法是用校准过的成品加速度传感器芯片做参考，成品加速度传感器芯片和待测成品矩阵排列放在特定旋转转台以特定的状态运行环境下，通过采样对加速度传感器芯片的ADC输出，并与参考加速度传感器芯片的输出作对比和运算，将要校准的参数写入待测加速度传感器芯片内的存储区，再读取加速度传感器芯片的ADC输出，再对比判断该待测成品是否校准成功，如果校准不成功，则当该颗待测成品为失效电路。测试设备根据该方法一次能够并行测试多颗电路。

Description

一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域，尤其涉及一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法。

背景技术

加速度传感器芯片应用广泛，特别是消费电子领域，原理十分简单，但是加工制造工艺的要求非常高，产品的个体特性差异比较大，需要对每一片芯片进行特性分析，对其各参数进行校验，并对其进行补偿，所以需要一种技术对其分析出补偿参数，写入到加速度传感器芯片内的存储区，加速度传感器芯片每次上电运行都会从加速度传感器芯片内的存储区中读取补偿参数来补偿偏差。这样的话必定使生产这种加速度传感器芯片内的存储区的测试成本上升，降低单位芯片的测试成本显得尤其重要，所以设计一种实现批量的加速度传感器芯片生产校验补偿的必然需求，以此来增强加速度传感器芯片产品的竞争力。

发明内容

针对上述技术缺陷，本发明提出一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法，包括如下步骤：

11)将校准过的成品加速度传感器芯片和待测加速度传感器芯片组排列放置在测试旋转转台上；

12)将待测加速度传感器芯片组静态放置，分别读取加速度传感器芯片的ADC输出；

所述加速度传感器芯片的ADC输出为

M＝K1(N+K2*A)+K3*B(a)

所述M为加速度传感器芯片的标准输出，其中A，B两个参数补偿系数，为工艺和设计上的固定值，N为测试旋转转台上的加速度的实际输出，K1，K2，K3为这个校正补偿的三个补偿值；

设K1＝1，K2＝0，得到M＝N+K3*B；

13)测得步骤12)中的M数值，得到K3的补偿值；把得到的K3的补偿值分别写入到加速度传感器芯片组补偿参数存储区，上电重新运行加速度传感器芯片；

通过K3校准测试后，此时加速度传感器芯片的ADC的输出可表示

M＝K1*N(b)

14)把经过步骤13)的K3校准测试后的待测加速度传感器芯片组平台放在旋转转台水平绕转台轴旋转，这时由旋转转台产生一定的角速度，此时分别读取待测加速度芯片传感器的ADC输出M和测试旋转转台上的加速度的实际输出N，根据公式c计算出校准的值并写入待测加速度芯片传感器的中的K1f补偿参数存储区中，

K1f＝50*K1＝50*M/N(c)

所述K1f为K1放大了50倍；

上电重新运行，然后再在该加速度下重新读取ADC的输出，判断校准是否正确，如果校准不正确，则认为该颗MEMS电路失效：假设校准正确，则进入步骤15)经过K1校验后，此时加速度传感器芯片的ADC的输出可表示

M＝N+K2(d)

15)如果经过K1校验过的曲线没有经过原点，需要微调，使其校检过的曲线经过原点，把K1校准测试后测试加速度传感器芯片组平台静止放置，根据公式d，K2＝M-N，把这K2写入待测加速度芯片传感器中的K2补偿参数存储区中，上电重新运行，然后再在这个加速度下去读取ADC的输出，看看校准是否正确，如果不正确则认为该颗加速度传感器芯片失效；

16)调整加速度传感器芯片的放置位置，重复步骤11)～步骤15)，对加速度传感器芯片的另两个轴进行校检。

本发明的有益效果在于：加速度传感器芯片生产校验补偿方法旨在用于加速度传感器芯片批量生产测试。加速度传感器芯片生产校验补偿方法是用校准过的成品加速度传感器芯片做参考，成品加速度传感器芯片和待测成品矩阵排列放在特定旋转转台以特定的状态运行环境下，通过采样对加速度传感器芯片的ADC输出，并与参考加速度传感器芯片的输出作对比和运算，将要校准的参数写入待测加速度传感器芯片内的存储区，再读取加速度传感器芯片的ADC输出，再对比判断该待测成品是否校准成功，如果校准不成功，则当该颗待测成品为失效电路。测试设备根据该方法一次能够并行测试多颗电路。

附图说明

图1为未校验K3x的曲线；

图2为校验K3x但未校验K1x的曲线；

图3为校验K1x但未校验K2x的曲线；

图4为校验K2x的曲线。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。

一、本发明的功能和要求：

1、该方法能够同时并测多颗加速度传感器芯片；

2、运算校准功能，能够对每颗加速度传感器芯片电路作对比、校准、再对比操作；

3、根据测试系统物理因素做可适应性校准。对加速度传感器芯片排列的矩阵设备，其中的每颗加速度传感器芯片距离转台中心点的距离不同，则每颗加速度传感器芯片在旋转过程中所产生的离心加速度大小都不尽相同，通过实验参考加速度传感器芯片来测量距离转台中心距离，并将此距离存储于生产校验补偿方法测试系统内，以供后续实际测试时使用，这样以后跟换转台或移动生产校验补偿方法实现平台安装位置，都无需修改补偿方法，直接校准一下即可知道的加速度传感器芯片具体位置。

二、生产检验补偿方法内容：

本校准过程仅针对数字输出电路。

加速度传感器芯片电路ADC输出为：

M＝K1(N+K2*A)+K3*B(公式1)

M为标准输出，当加速度传感器芯片水平静止放着的时候，加速度传感器芯片X轴方向上的加速度为0，即M＝0；当加速度传感器芯片水平静止放着的时候，加速度传感器芯片(竖直方向)Z轴方向上的加速度为G，即M＝G(重力加速度)；当X轴线上的圆心旋转的时候，该X轴向心加速度就是M。其中A，B两个参数补偿系数，是工艺和设计上的固定值，在研发测试中获得。N为测试设备物理上的加速度的实际输出，可通过测试设备读出，也可以通过参考的校准加速度传感器芯片读出。

K1，K2，K3为这个校正补偿方法求得的三个补偿值。

所以加速度传感器芯片补偿方法需要经历求K1，K2，K3三个过程。

先对一个加速度传感器芯片的X轴校验举例说明其他轴的方法原理是一样。这里把X轴K1，K2，K3记为K1x，K2x，K3x。校验分三步：

第一步K3x校验：把待测加速度传感器芯片静态放置，比如水平放置，这时水平方向X，Y轴的加速度为0，实际上M值有可能不等于零，将K1＝1，K2＝0。此时M理论上应该为零，根据公式1得Mx＝Nx+K3x*Bx，公式转化K3x＝(Mx-Nx)/Bx；Mx为X轴实际测试得到值，其他都是工艺和设计给出的X轴两个参数补偿系数，是工艺和设计上的固定值，在研发测试中获得。即求得了K3x值。把这个求的K3x值写入到加速度传感器芯片补偿参数存储区，上电从新运行芯片。

此时，如果未校验K3x的曲线为图1所述，K3x校验后的曲线为图2所示，第二步K1x校验：

经过K3x校准测试后，此时ADC的输出可表示Mx＝K1x*Nx(公式2)

把K3x校准测试后测试芯片组平台放在转台水平绕转台轴旋转，这时由转台产生一定的角速度，则对应每一颗加速度芯片传感器X轴上会有一个向心的加速度，然后分别读取待测加速度芯片传感器的ADC输出Mx和参考MEMS输出Nx即测试设备的加速度，然后根据公式3计算出校准的值并写入待测加速度芯片传感器的中的K1xf补偿参数存储区中，K1xf是K1x放大了50倍，便于取整和计算的精确度，上电重新运行，然后再在这个加速度下去读取ADC的输出，看看校准是否正确，否则认为该颗MEMS电路失效。计算公式如下：

K1xf＝50*K1x＝50*Mx/Nx(公式3)

此时，如果未校验K1x的曲线为图2

K1x校验后的曲线如图3所示：

Mx＝Nx+K2x(公式4)

第三步K2x校验：

经过K1x校验过的曲线没有经过原点，需要微调，把K1x校准测试后测试芯片组平台静止放置，理论上Mx＝Nx；实际上测试Mx不等于Nx，根据公式4，K2x＝Mx-Nx，把这个K2x写入待测加速度芯片传感器电路的中的K2x补偿参数存储区中，上电重新运行，然后再在这个加速度下去读取ADC的输出，看看校准是否正确，否则认为该颗加速度芯片传感器电路失效。K2x校验前如图3所示。K2x校验校验后如图4所示。

此时X轴校验结束，其他轴如Y轴和Z轴求补偿方法一样，不过放置方向和转动方向有差异，不再详细展开。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。

Claims (1)

1.一种加速度传感器芯片生产校验补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

11)将校验过的成品加速度传感器芯片和待测加速度传感器芯片组排列放置在测试旋转转台上；

12)将待测加速度传感器芯片组静态放置，分别读取加速度传感器芯片的ADC输出；

所述加速度传感器芯片的ADC输出为

M＝K1(N+K2*A)+K3*B(a)

所述M为加速度传感器芯片的标准输出，其中A，B两个参数补偿系数，为工艺和设计上的固定值，N为测试旋转转台上的加速度的实际输出，K1，K2，K3为这个校验补偿的三个补偿值；

设K1＝1，K2＝0，得到M＝N+K3*B；

13)测得步骤12)中的M数值，得到K3的补偿值；把得到的K3的补偿值分别写入到加速度传感器芯片组补偿参数存储区，上电重新运行加速度传感器芯片；

通过K3校验测试后，此时加速度传感器芯片的ADC的输出可表示

M＝K1*N(b)

14)把经过步骤13)的K3校验测试后的待测加速度传感器芯片组平台放在旋转转台水平绕转台轴旋转，这时由旋转转台产生一定的角速度，此时分别读取待测加速度传感器芯片的ADC输出M和测试旋转转台上的加速度的实际输出N，

根据公式c计算出校验的值并写入待测加速度传感器芯片的中的K1f补偿参数存储区中，

K1f＝50*K1＝50*M/N(c)

所述K1f为K1放大了50倍；

上电重新运行，然后再在该加速度下重新读取ADC的输出，判断校验是否正确，如果校验不正确，则认为MEMS电路失效：假设校验正确，则进入步骤15)

经过K1校验后，此时加速度传感器芯片的ADC的输出可表示

M＝N+K2(d)

15)如果经过K1校验过的曲线没有经过原点，需要微调，使其校检过的曲线经过原点，把K1校验测试后测试加速度传感器芯片组平台静止放置，根据公式d，K2＝M-N，把这K2写入待测加速度传感器芯片中的K2补偿参数存储区中，上电重新运行，然后再在这个加速度下去读取ADC的输出，看看校验是否正确，如果不正确则认为该颗加速度传感器芯片失效；

16)调整加速度传感器芯片的放置位置，重复步骤11)-步骤15)，对加速度传感器芯片的另两个轴进行校检。