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AlN声波器件老化声学性能测试

信息概要

AlN声波器件(氮化铝声波器件)是一类基于压电效应的微电子机械系统器件,广泛应用于射频滤波器、谐振器和传感器领域。老化声学性能测试通过模拟器件在长期使用过程中的环境应力(如高温、高湿、电压负载等),评估其频率稳定性、插入损耗和谐振阻抗等关键声学参数的退化规律。此类检测对保障5G/6G通信设备、物联网终端和汽车电子系统的可靠性至关重要,可提前识别潜在失效风险,优化器件设计寿命,并满足航空航天、医疗电子等领域对零缺陷的严苛要求。

检测项目

谐振频率漂移,插入损耗变化,品质因数(Q值)衰减,阻抗特性偏移,温度稳定性系数,相位噪声恶化,带宽变化,谐波失真度,三阶交调点,群延迟波动,功率容量退化,频率温度系数(TCF),老化率(ppm/年),声波传播损耗,机电耦合系数变化,电极界面电阻增大,抗机械冲击性能,抗振动性能,湿度敏感性,直流偏置电压耐受性,介电常数稳定性,热阻变化,封装应力影响,声表面波(SAW)速度变化,体声波(BAW)膜层附着力

检测范围

薄膜体声波谐振器(FBAR),梯形滤波器,声表面波谐振器(SAWR),纵向耦合谐振滤波器(LCRF),横向耦合谐振滤波器,温度补偿型谐振器,高频滤波器(1-10GHz),低频传感器(1-100MHz),双工器,多工器,可调谐滤波器,微机电系统(MEMS)麦克风,超声波换能器,延迟线器件,振荡器,压力传感器,生物传感器,气体检测传感器,湿度传感器,质量检测传感器,加速度计,声学显微镜探头,射频识别(RFID)标签,雷达系统滤波器

检测方法

高温老化试验(85℃~150℃持续1000小时加速老化)

高加速寿命试验(HAST: 130℃/85%RH高压蒸煮测试)

温度循环测试(-55℃~125℃快速温变循环)

扫频阻抗分析(10MHz-20GHz网络分析仪测量S参数)

激光多普勒测振法(非接触式表面振动模态分析)

时域反射计(TDR)检测电极界面退化

X射线衍射(XRD)监测氮化铝晶体结构变化

扫描电子显微镜(SEM)观察电极/AlN界面分层

声学扫描显微镜(SAM)检测内部空腔缺陷

相位噪声测试系统(评估频率稳定性和相位抖动)

功率循环耐久性测试(满负荷功率冲击5000次)

湿热偏压测试(THB: 85℃/85%RH加直流偏压)

聚焦离子束(FIB)截面分析失效机理

拉曼光谱分析(材料应力分布测绘)

有限元仿真验证(COMSOL多物理场模型预测寿命)

检测仪器

网络分析仪,阻抗分析仪,高低温试验箱,恒温恒湿箱,半导体参数分析仪,激光多普勒振动计,扫描电子显微镜,原子力显微镜,X射线衍射仪,声学扫描显微镜,频谱分析仪,相位噪声测试仪,探针台,热阻测试仪,聚焦离子束系统,显微红外热像仪,氦质谱检漏仪,晶圆级老化测试台,微力测试台,颗粒碰撞噪声检测仪