挑战:
开发高效、低成本高效益的紧凑系统，实现生产与特性记录过程中的MEMS测试。

解决方案:
借助NI LabVIEW软件和PXI模块化仪器构建MEMS测试系统，该系统可同时进行特性记录与生产测试，且与之前的自动化测试设备(ATE)相比，可降低11倍设备成本、减少15倍设备体积、减轻66倍设备重量，更省下16倍耗电量。

 

作者：
Woody Beckford - Analog Devices Inc.
Rob Whitehouse - Analog Devices Inc.
Dan Weinberg - Analog Devices Inc.
 

ADI公司简介
ADI提供模拟、混合信号以及数字信号处理 (DSP)集成电路 (IC)，可将光、声音、温度、运动或压力等信号转换为电子设备所需的电子信号。 我们公司的IC几乎遍布每个角落，包括汽车、相机、电视、移动电话、医疗成像装置和工业自动化设备。

过去20年来，ADI在微机电整合系统(MEMS) 的惯性传感技术上进行了巨额投资。 身为MEMS与微机械技术的领导厂商，ADI开发了业界首款 iMEMS® (集成式微机电整合系统) 加速计与陀螺仪，可协助工程师在设计中整合加速度、倾斜、冲击、振动、旋转与多自由度 (DoF) 的运动。 我们也提供了多种惯性感测解决方案，包含获奖的 iMEMS加速计与陀螺仪、 iSensor™ 智能传感器、惯性测量单位(IMU)和 iMEMS数字麦克风。

 

新款MEMS测试系统的需求
对生产测试过程而言，MEMS测试需要克服种种挑战。 我们所需的ATE系统必须满足我们的生产测试需求，并以最低成本确保产品品质。 而传统大型ATE解决方案不仅成本过高、体积过于庞大，且许多功能都用不到，因此无法满足我们专用MEMS测试系统的需求。 我们需要为我们的MEMS产品构建专用测试系统，且该系统需具有大型ATE系统的所有的子测量功能。程序。
 

NI PXI与LabVIEW提供了现成可用的解决方案
在使用NI产品之前，我们已经评估过多款系统，希望取代传统的生产ATE平台。 我们也希望能够尽快使用现成技术，以降低自定制解决方案的成本。 我们的测试平台也必须具有足够的灵活性来满足自定制MEMS测试的需求，而无需牺牲任何仪器速度或性能。

NI的 PXI 平台具备绝佳的测试功能，可解决我们所面临的挑战。 作为广泛被采用和开放性的标准，PXI 10多年来已在各个行业中得到普及。 PXI为我们开发所需的MEMS测试系统提供了极高的灵活性与模块化特性，使系统可以针对各种测试需求进行重新配置。 如果要进行多站点测试，我们只要插入更多模块，无需变更现有软件，即可复制测试资源，从而根据吞吐量需求来随时调整设备。

此外，我们还需要能够在现有工具中轻松创建操作符、程序和数据接口的软件环境，以便将新的ATE系统整合到生产系统中。 我们已将 LabVIEW软件广泛用于特性记录与设计实验室来帮助我们解决这些挑战。 我们本来也考虑使用ANSI C或C++作为测试软件，但在测试过LabVIEW的多项功能后，我们都对LabVIEW的性能及其多核技术赞不绝口。

我们仅使用PXI和LabVIEW就成功开发了新的生产测试解决方案。 鉴于NI一流的支持服务、产品以及遍布全球的办事处，我们选择了NI作为ATE的供应商。我们只需通过一个渠道就可以从NI购买所需的主要测试设备。 NI在全球均有相关领域的工程师与系统设计团队，可在整个项目期间随时为我们提供开发支持。 灵活的PXI系统搭配简单易用的LabVIEW，使工程师可快速设计和原型解决方案。 与之前的生产ATE测试系统相比，基于PXI与LabVIEW的新测试系统可大幅减少测试次数。 我们非常放心将基于NI技术的PXI生产测试解决方案部署到我们的MEMS设备。

 

使用NI现成技术的主要优势
基于PXI和LabVIEW构建的新系统大幅降低了MEMS生产测试所需的资产设备成本、占地面积、设备重量与能耗。

节省成本： 先前ATE系统仅在基本配置上的成本就比PXI新系统的总成本要高。 此外，PXI系统的占地面积非常少。 事实上，由于整个系统非常小巧，因而只需常见的手推车即可搬运。

减少厂房占地面积： 基于PXI的ATE新系统实现了真正的零占地面积。 系统的体积小到我们可以用手推车搬运，从而节省更多的厂房空间。

更小巧、更易用的系统： 由于新系统在重量上也轻巧了许多，因而也降低了运输成本。 如果出现任何问题，只需使用当地备件替换即可现场切换出PXI仪器，或甚至只需支付非常低的费用即可将整个新测试系统直接从生产线送回开发实验室检修。 先前ATE系统的运送集装箱成本几乎可以购买一个新的PXI测试系统。

降低能耗： 之前，我们的设备维修部门必须提早数个月改动电网与冷却系统，使其能容纳更多的测试系统。 而新的PXI系统仅需标准供电插座即可运行，完全不需要进行任何改动。

提升测试质量： 新系统可提升测试的整体质量。 由于是我们自己所设计的测试系统，因此可确保我们装运到分公司的所有测试系统均搭载相同硬件以及执行相同编程和代码序列。 而且由于采用LabVIEW来控制系统，我们连测试代码程序都能模块化，以便将代码重用于以后的测试方案或实验室实验。

同一测试系统用于特性记录和生产： 由于测试开发的灵活性和易用性提高了，我们的团队可以将同一系统应用于生产之外的其他阶段，包括设计、特性记录和计量。 现在我们可以在各种环境中使用同一套ATE设备而无需额外成本。 这可帮助我们缩短上市时间并提高产品质量。

 

与先前的ATE系统相比，基于NI PXI的新款MEMS测试系统可大幅降低成本、能耗和占地空间。

借助PXI与LabVIEW，我们能够开发了针对特定应用的MEMS测试平台，该平台可根据生产和实验室特性记录等不同应用进行调整，从而大幅减少MEMS测试的总成本。

作者信息：
Woody Beckford
Analog Devices Inc. 电话： (781) 937-1314
 

woodrow.beckford@analog.com