[0001] 本发明涉及集成系统评估技术领域，特别是涉及一种MEMS可靠性评估方法。

[0002] MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微电子机械系统)结合了电子、机械或其他(磁、液体和热等)元件，通常采用传统半导体批量工艺技术来制造，其特征尺寸跨越微米和纳米两个邻接微小领域，不仅具有一般意义上的微型化、低成本、集成化、功耗低、性能优异等特点，还具有特殊意义上的高灵敏度传感等优异性能。随着技术水平的不断突破，目前，MEMS产品已经广泛的应用于各领域中。

[0003] MEMS产品无可比拟的优点使其在现代武器装备建设中，尤其是军事装备信息化与信息武器装备化中起着十分重要的关键支撑作用。近年来，MEMS产品的军事应用主要集中在：微机电指令控制系统(武器安全、保险和点火)、微型惯性制导系统(弹药制导和单兵导航用的片上惯性导航)、微型空间姿态测定和控制系统(导弹、微型航天器、飞行器等)、微型动力、微型通信等装备中,正是如此，出了要求MEMS性能功能先进外，对其可靠性也提出了较高的要求。因此，对MEMS产品进行可靠性预计就显得尤为重要。

[0004] 当前，国外针对MEMS产品的可靠性评估方法仍以可靠性试验为主，如：美国sandia试验室利用SHiMMer测试平台，驱动870个MEMS产品失效，并将失效数据拟合成威布尔分布和对数分布函数以累积周期为变量绘制累积失效率曲线，从而确定MEMS产品的使用寿命。MEMS工业组织机构对MEMS产品开展定量加速寿命试验(QALT)获取MEMS产品的可靠性指标。国外如意法公司等，均通过可靠性试验来获取MEMS寿命等可靠性指标，但通过大量试验进行MEMS可靠性评估可能导致相关评估的效率低。

[0012] 下面结合附图对本发明提供的MEMS可靠性评估方法的具体实施方式进行详细描述。

[0013] 参考图1，图1所示为一个实施例的MEMS可靠性评估方法流程图，包括如下步骤：

[0014] S10，获取MEMS的悬臂梁失效率、芯片失效率以及封装失效率；

[0015] 上述步骤S10中，MEMS的悬臂梁失效率、芯片失效率以及封装失效率可以通过MEMS相应部分的局部试验测试所获取。

[0016] S20，对MEMS内的元器件进行测量，获取所述MEMS的振动系数、温度系数、温度幅值系数、循环率系数；

[0017] 在一个实施例中，上述温度系数的测量过程可以包括：

[0018] 根据MEMS的电路封装底座温度，测量第一温度应力系数；

[0019] 根据MEMS封装内的最高温度，测量第二温度应力系数；

[0020] 根据第一温度应力系数、第二温度应力系数确定MEMS的温度系数。

[0021] 本实施例中，在不同温度状态下，所测量的第一温度应力系数πT1、第二温度应力系数πT2，可以如表1所示，测量出不同温度状态下，MEMS的第一温度应力系数πT1、第二温度应力系数πT2后，可以通过对全部的第一温度应力系数πT1、第二温度应力系数πT2求平均值以确定MEMS的温度系数，表1中，T表示温度，单位为摄氏度(℃)。

[0022] 表1 第一温度应力系数πT1、第二温度应力系数πT2测量表

[0023]T/℃ πT1 πT2 T/℃ πT1 πT2
35 0.81 0.31 110 7.11 3.41
40 0.97 0.37 115 7.97 3.87
45 1.15 0.45 120 8.91 4.39
50 1.36 0.54 125 9.94 4.95
55 1.60 0.65 130 － 5.57
60 1.87 0.77 135 － 6.26
65 2.17 0.91 140 － 7.00
70 2.52 1.07 145 － 7.81
75 2.90 1.26 150 － 8.70
80 3.33 1.47 155 － 9.66
85 3.82 1.71 160 － 10.70
90 4.35 1.98 165 － 11.83
95 4.94 2.28 170 － 13.04
100 5.60 2.61 175 － 14.35
105 6.32 2.99 － － －

[0024] 在一个实施例中，上述循环率系数的测量过程可以包括：

[0025] 获取MEMS内部设定时间的温度循环次数，根据所述温度循环次数确定循环率系数。

[0026] 上述MEMS内部设定时间的温度循环次数可以从MEMS的说明书中读取，一般情况下，上述设定时间可以设置为一年。

[0027] S30，根据所述悬臂梁失效率、芯片失效率、封装失效率、振动系数、温度系数、温度幅值系数、循环率系数代入设定的评估模型获取MEMS的可靠性。

[0028] 在一 个实施 例中，上 述设定 的评估 模型可 以为：λP＝λxblπv+λchipπT+λpackageπΔTπN，其中，λP表示MEMS的可靠性预计失效率，λxbl表示悬臂梁失效率，πv表示振动系数；λchip表示芯片基本失效率，πT表示温度系数，λpackage表示封装失效率，πΔT表示温变幅值系数，πN表示循环率系数。

[0029] 本实施例提供的MEMS可靠性评估方法，通过获取MEMS的悬臂梁失效率、芯片失效率以及封装失效率；并对MEMS内的元器件进行测量，获取所述MEMS的振动系数、温度系数、温度幅值系数、循环率系数，进一步评估MEMS的可靠性，使MEMS可靠性的评估无需经过通过大量试验，可以有效提高评估的效率。

[0030] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0031] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。