【儀表網(wǎng) 行業(yè)標準】近日，由昆山昆博智能感知產(chǎn)業(yè)技術研究院有限公司 、中用科技有限公司 、中機生產(chǎn)力促進中心有限公司 、蘇州大學 、成都航天凱特機電科技有限公司 、武漢大學 、北京智芯微電子科技有限公司 、無錫華潤上華科技有限公司 、昆山雙橋傳感器測控技術有限公司等單位起草，TC336(全國微機電技術標準化技術委員會)歸口的國家標準計劃《微機電系統(tǒng)(MEMS)技術 傳感器用MEMS壓電薄膜的環(huán)境試驗方法》征求意見稿已編制完成，現(xiàn)公開征求意見。
隨著MEMS技術的不斷發(fā)展和成熟，壓電薄膜如Pb(Zi，Ti)O3或AIN在MEMS應用領域的研究越來越受到歡迎。MEMS壓電薄膜傳感器主要應用領域有應變傳感器、自供電無線傳感器、聲學和超聲波裝置、掃描探針顯微鏡的精確定位、燃油噴射系統(tǒng)、主動阻尼控制和自適應控制系統(tǒng)等，與傳統(tǒng)的體積型、靜電型或電磁薄膜相比具有更低的功耗、更高的靈敏度和更快的響應速度。但是壓電薄膜材料的性能對器件的性能影響很大，為了實現(xiàn)可行的MEMS壓電薄膜，有必要了解其在溫度和濕度的環(huán)境應力作用下壓電性能的變化，并進行適當?shù)馁|(zhì)量評估。
開展MEMS壓電薄膜相關標準制定，對MEMS壓電薄膜環(huán)境試驗方法達成統(tǒng)一，能夠發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品問題所在，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。推動建立相關產(chǎn)業(yè)壓電薄膜質(zhì)量評估標準體系，可以用作產(chǎn)品交付的依據(jù)，促進壓電薄膜在傳感器應用領域的進一步發(fā)展。同時能夠推動我國在MEMS技術領域的標準化工作，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
本標準按照 GB/T 1.1—2020 給出的規(guī)則起草。
本標準采用翻譯法等同采用 IEC 62047-37:2020《Semiconductor devices -Microelectromechanical devices - Part 37: Environmental test methods of MEMS piezoelectric thin films for sensor application》。
本標準對 IEC 62047-37:2020 做了以下編輯性修改：
——為與現(xiàn)有標準協(xié)調(diào)，將標準名稱改為《微機電系統(tǒng)(MEMS)技術 傳感器用MEMS壓電薄膜的環(huán)境試驗方法》。
——刪除了國際標準的前言；
——修正了公式編號、公式符號，使各公式能夠正確對應文字描述內(nèi)容；
——修正了圖片編號、圖片中的符號與文字，使各圖片能夠正確對應文字描述內(nèi)容；
——修正了表格內(nèi)容錯誤，使文本表達與附錄A的內(nèi)容相對應；
——更改了語言表達方式，使之符合中文表達習慣，易于理解。
本文件規(guī)定了在環(huán)境應力(溫度和濕度)、機械應力和應變下，評估MEMS壓電薄膜材料耐久性的試驗方法，以及用于質(zhì)量評估的試驗條件。本文件具體規(guī)定了在溫度、濕度條件和外加電壓下測量被測器件耐久性的試驗方法和試驗條件。
本文件適用于評估MEMS壓電薄膜材料的耐久性和質(zhì)量，也適用于評估在硅襯底上形成的壓電薄膜的正壓電性能，例如用作聲學傳感器或懸臂式傳感器的壓電薄膜。
本文件不包括可靠性評估，如基于威布爾分布預測壓電薄膜壽命的方法。
初始測量：
環(huán)境試驗中使用的測量方法應符合IEC 62047-30中描述的方法。測量的環(huán)境條件應符合：
——環(huán)境溫度：25℃±3℃；
——相對濕度：45%~75%；
——大氣壓：86kPa~106kPa。
被測器件的試驗設置和環(huán)境條件：
對于需要被測器件連續(xù)運行工作的試驗，將被測器件放置在一個能調(diào)整到規(guī)定的溫度和濕度條件的試驗臺上。對試驗條件進行監(jiān)測，以確保試驗箱環(huán)境達到規(guī)定條件時不會出現(xiàn)異常。
對于不需要被測器件連續(xù)運行工作的試驗，可以將被測器件放置在一個試驗臺上，該試驗臺可以放置在試驗箱中，也可以不放置在試驗箱中。
在以上試驗中，存放和移動被測器件和試驗臺時，操作人員應確保：
——水不會滴到被測器件上；
——被測器件不會直接浸入水中。
試驗次數(shù)和被測器件數(shù)量：
試驗次數(shù)和被測器件數(shù)量的規(guī)格要求應考慮每次試驗中的失效機理、失效分布和其他預期因素。如需要進行中間測量，可按照下列時間表進行：
——24h(+8h,-0h)；
——48h(+8h,-0h)；
——96h(+8h,-0h)；
——168h(+8h,-0h)；
——480h(+72h,-0h)。
試驗持續(xù)時間應扣除取出被測器件和進行中間測量所需要的時間。
后處理：
在試驗完成后，首先停止施加的機械應力應變或振動，然后將被測器件從試驗箱中取出并返回到標準條件下。但這不適用于在測試溫度下停止施加的機械應力應變或振動后，被測器件明顯從退化狀態(tài)恢復的情況。
最終測量：
溫濕度環(huán)境試驗中使用的測量方法應符合IEC 62047-30的規(guī)定。通過比較最終測量值和初始測量值來評估被測器件的退化程度。試驗的環(huán)境條件應符合：
——環(huán)境溫度：25℃±3℃；
——相對濕度：45%~75%；
——大氣壓：86kPa~106kPa。
一般情況下，在確保被測器件表面干燥后，應在環(huán)境試驗后的48h內(nèi)進行最終測量。在進行最終測量前的中間測量時，應將被測器件在取出進行測量后的96h內(nèi)放回試驗箱。宜在對被測器件停止施加電壓后的96h內(nèi)完成最終測量。
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