Holographischer MEMS Analyzer
Entdecken Sie die Fülle an Möglichkeiten mit 4D
Die DHM® MEMS Analyzer Version ermöglicht zeitaufgelöste Sequenzen der fortlaufenden 3D Topographien eines MEMS Bauteils entsprechend dem angelegten Signal zu analysieren. Dieses einmalige Set an Daten enthält eine Fülle an Information. So können gleichzeitig in- und aus-der-Ebene Bewegungen und Frequenz-Analysen an jedem beliebigen Punkt innerhalb des Bildfeldes präzise analysiert werden.
- Nicht-scannende Methode für schnelles Messen
- Effizienter Vergleich zwischen Simulation und realem Bauteil
- Charakterisierung von Bauteilen, die sich mit anderen Techniken nicht messen lassen
Zeitsequenz-Aufnahmen der 3D Topographie bis 25 MHz
Einmalige Fülle an Daten für Ihre MEMS Analyse
Messen an jedem Ort ohne zu scannen
Schnelle & effiziente Analyse
Bis zu 1000 Datenpunkte pro Profilschnitt
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Vergleich von Bauteilen
Dekorrelation von in- & aus-der-Ebene Bewegung bei jeder Geometrie
Mit einem einzigen Instrument
EINE KOMPLETT LÖSUNG FÜR MESSUNGEN . . .
Die Lyncée Tec holographische MEMS Analyzer Lösung umfasst eine komplette Charakterisierungs-Umgebung wie:
- Probing Plattform
- Vakuum und Klimakammer
- Signalgenerator für MEMS Ansteuerung bis zu 25 MHz
- Aufzeichnen der elektrischen Werte eines Bauteils
- DHM®-T und R-Serie Aufnahmen für 3D Topographie als zeitaufgelöste Sequenzen
- Stroboskopisches Modul für die Synchronisation der MEMS Anregung und Messung
… ZUR ANALYSE ZEITLICHER SEQUENZEN
Die MEMS Tool Software erlaubt die effiziente Analyse der 3D Topograpie Zeitsequenzen betreffend
- Aus-der-Ebene Bewegung von 5 pm to 50 Mikrometer
- In-der-Ebene Bewegung von 1 nm (sub-Pixel Algorithmen) bis 5 mm
- Bode und Fourier Frequenz-Antwort-Analyse
- Vibrations-Darstellungen
Interagiere mit dem Bauteil
Anwender Testimonials
Autonome Universität Barçelona
Ein internationales Team mit Forschern aus Spanien, Holland und den USA charakterisierten den flexo-elektrischen Koeffizient dielektrischer Materialien auf Silikon mit dem Messen des Biegeradius, hervorgerufen durch eine angelegte Spannung, mit dem DHM®.
Das DHM, ungleich einem Vibrometer, misst direkt die Auslenkung in jedem Punkt einer gemessenen MEMS Struktur während einer Vibrationsanregung. So lassen sich die DHM Daten elegant für harmonische Analysen via die Verwendung diskreter Fourier-Transform-Analyse Techniken. Letzteres ist unerlässlich zur Unterscheidung einer Reaktion, die sich linear auswirkt zu einem angelegten elektrischen Feld (z.B. Piezo elektrische Kraft) zu einer Reaktion, die im Quadrat reagiert wie z.B. eine elektrostatische Kraft.
FHG-IPMS in Dresden, and TU Cottbus Senftenberg
Deutsche Forscher vom Fraunhofer IPMS in Dresden zusammen mit der TU Cottbus Senftenberg massen die Auslenkung eines revolutionären neuen Mikroaktors mit Hife des DHM® (IPMS-FHG press release).
Wir können mit allen dynamischen Bewegungen arbeiten (stroboskopische und kontinuierliche Messung) – was das DHM einmalig macht gegenüber alternativen Geräten wie WLI und Laser-Doppler-Vibrometer.
Es hat die hohe vertikale Auflösung, um präzise die aus-der-Ebene Bewegung (z-Auslenkung) des Aktuators zu verfolgen.
Ein Vibrometer misst die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt. Die Bewegung der Spitze wird über Integration berechnet. Folglich sind fehlerhafte Positionsmessungen ebenfalls integriert und verhindern damit Absolut-Positions- und Langzeit-Drift-Messungen.
DHM® entzieht sich diesem Problem, indem es direkt eine Position misst. Auslenkung kann jederzeit präzise gemessen werden.
Holographischer MEMS Analyzer
Die Holographische MEMS-Analyzer-Lösung beinhaltet alles, was Sie zu einer umfassenden MEMS Charakterisierung benötigen. Und wann immer ein Anwender Neues für seine Anwendung braucht, ist Lyncée Tec gerne bereit, in enger Zusammenarbeit mit dem Kunden eine Anwernder spezifische Lösung auszuarbeiten.
Probing
MEMS probing Plattformen ermöglichen die direkte DHM® Charakterisierung von Bauteilen ohne vorher zu bonden. Eine heizbare Version erlaubt die Untersuchung von Temperatur Einflüssen bis 200°C auf die MEMS Eigenschaften.
Vacuum und Temperatur Kontrolle
Vacuum & thermische Kammern erlauben die Charakterisierung von Bauteilen unter realen Bedingungen wie Vacuum, Flüssigkeit, Gas, hohe und niedrige Temperatur bis -196°C, hoher Druck etc. Dabei sind die Messungen so einfach wie unter Normal-Bedingungen, dank der DHM® einmaligen optischen Konfiguration.
Holographische Mikroskope
Auflicht und Durchlicht DHM® mit einer oder zwei Wellenlängen sind voll kompatibel mit der Holographischen MEMS-Analyzer-Lösung. Die Geräte können mit allen Objektiven ausgestattet werden, insbesondere auch mit LWD Objektiven mit grossem Arbeitsabstand, für Messen in Flüssigkeit ebenso wie Glas korrigierte Modelle. Damit lässt sich mit Probes, in Flüssigkeit, durch Glas etc. messen wie in Normal Umgebung.
Stroboskopisches Modul
Das stroboskopische Modul synchronisiert die MEMS Anregung mit der 3D Topographie Zeitsequenz und elektrischen Output Messung. In Übereinstimmung mit der Anregung nimmt das DHM® 3D Topographie Zeitsequenzen, Vibration und elektrische Information gleichzeitig in einem einzigen Datensatz auf.
Post-Analyse Software
Die MEMS Analysis Tool Software ermöglicht die Unterscheidung der Bewegung in Bezug auf schiefe Ebene, Deformation der Oberfläche zur in- und aus-der-Ebene Auslenkung. Vibrations-Amplitude, Geschwindigkeit sowie Beschleunigung an jeder beliebigen Stelle lassen sich berechnen. Mehr noch, diese Software ermöglicht auch die so wichtigen Resonanz-, Fourier- und Bode-Frequenz-Analysen.
Kompetitive Stärken
Der DHM® Holographische MEMS Analyzer kennt mehrere Limiten anderer Messsysteme nicht – wie: es ist das einzige System, mit dem sich Anregung und Messung bis 25 MHz synchronisieren lassen. Dazu die Messmöglichkeiten in den verschiedensten Umgebungsbedingungen.
Alternative Systeme sind :
Holographischer MEMS Analyzer vs Laser-Doppler-Vibrometer (LDV & 3D LDV)
Der wichtigste Unterschied zwischen den beiden Systemen ist, dass das DHM® gleichzeitig jedes Pixel der Aufnahme aufnimmt während das LDV die Oberfläche Punkt um Punk abscannt. Dadurch ist die laterale Auflösung beim LDV limitiert durch den Spot Durchmesser (ein paar Mikrometer). Beim DHM® bestimmt das ausgewählte Objektiv die laterale Auflösung, die maximal unter ein halbes Mikrometer reicht.
Das LDV muss eine komplexe Kette von Signal verarbeitenden Schritten durchlaufen, um eine Geschwindigkeit zu messen. Jeder Datenpunkt wird dazu in Bezug auf die Amplitude der Vibration umgerechnet. Das LDV alleine liefert keine Absolut-Position und damit keine 3D Topographie. Das DHM® erfasst eine zeitliche Abfolge sukzessiver 3D Topographien, was eine direkte Berechnung der absoluten Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung erlaubt. Die Vibrations-Amplitude wird vom DHM® mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt.
| Features | DHM® | 3D LDV | LDV |
| Dynamische Topographie | [ja] | [nein] | [nein] |
| 3D Vibration (X,Y,Z) | [ja] XYZ | [ja] XYZ | [nein] nur Z |
| Maximum Frequenz | 25 MHz | 25 MHz | bis zu 1.2 GHz |
| Vollflächige Messungen | [ja] | [nein] mit XY scanning | [nein] mit XY scanning |
| Diffraktion limitierte Auflösung | [ja] | [nein] limitiert durch Laser Spot Grösse | [nein] limitiert durch Laser Spot Grösse |
| Objektiv Revolverkopf | [ja] | [nein] | [ja] |
| Nötige Proben Präparation | [nein] | – für diffuse Proben ja |
[nein] |
| Messen komplexer Strukturen | [ja] | [nein] | [nein] |
| Messen komplexer Bewegung (simultane in-, out- of plane, tilt, … ) | ++ | – | – |
| Messen der in-der-Ebene-Bewegung grösser denn MEMS Strukturen | [ja] | [nein] | [nein] |
Holographischer MEMS Analyzer vs 2D Stroboskopische Mikroskopie
2D Stroboskopische Mikroskopie ist üblicherweise kombiniert mit LDV um die Messung der in-der-Ebene-Bewegung des Vibrometers zu ermöglichen.
| Features | DHM® | 2D Stroboskopische Mikroskopie |
| 3D Topographie | [ja] | [nein] |
| 3D Vibrationen (X,Y,Z) | [ja] | [nein]1 |
| Maximum Frequenz | 25 MHz | 1 MHz |
| Vollflächige Messungen | [ja] | [ja] |
Holographic MEMS Analyzer vs Weisslichtinterferometer (WLI)
Einige Weisslichtinterferometer können Aufnahmen im stroboskopischen Modus machen, um die dynamische Topographie von MEMS zu messen. Allerdings sind scannende Aufnahmen einer dynamischen Oberfläche störanfällig auf Vibrationen, dazu zeitaufwendig.
Einige Systeme kombinieren Weisslichtinterferometrie mit LDV oder 2D stroboskopischen Aufnahmen um statische Topographie zu messen. Für diesen Fall gibt es Limiten zum Messen wie bekannt beim WLI in der Klimakammer.
| Features | DHM® | WLI |
| Dynamische Topographie | [ja] | –1 |
| 3D Vibrationen (X,Y,Z) | [ja] | –1 |
| Maximum Frequenz | 25 MHz | 1 MHz |
| Stitching Messung | [ja] | nicht im stroboskopischen Modus |
| Messung in der Klimakammer | [ja] | –2 |
1. WLI ist geeignet für statische Topographie. Scannende Technologie eignet sich vom Prinzip her nicht für dynamische Messungen
2. Limitierte Auswahl an Objektiven mit Glas (Fenster) Kompensation
Spezifikationen
| Optische Messeinheit | AuflichtDHM® oder Durchlicht DHM® |
| MEMS Anregungs-Einheit | LyncéeTec stroboskopisches Modul |
| XYZ Tisch | Manueller oder motorisierter Tisch |
| Software | Koala für Acquisition und live Analyse
MEMS Analyse Tool für nachträgliche erweiterte Analyse |
| Objektive | Revolverkopf mit 6 Positionen, Vergrösserung von 2.5x bis 100x |
| In-der-Ebene Vibration2 | von 10 nm bis 5 mm |
| Aus-der-Ebene Vibration2 | von 10 pm bis 50 μm |
| Topographie Auflösung |
Vertikal : 0.1 nm
Lateral1 : von 400nm bis 8.5μm |
| Anregungsfrequenz | von statisch bis 25 Mhz |
| Laser-Pulslänge | runter bis 7.5 ns |
| Maximale vertikale Geschwindigkeit 2 |
bis 10 m/s |
1. equivalent zur Vibrometer-Messpunktgrösse, Objektiv abhängig
Lyncée Tec Challenge 2022
Lyncée Tec Challenge 2022 was successfully launched in May 2022 to call for the best MEMS application which demonstrates the DHM® unique strengths for vibration map measurements. The winner receives a DHM® holographic MEMS analyzer as their prize! After more than 6 months, Silicon Austria Labs SAL won this award for their outstanding and innovative demonstration of measuring dynamic deformations of MEMS mirrors at all scanning angles using DHM’s unique full field vibration mode shape analysis. Congratulations to the winner and to all participants!
For more details, please visit webpage: https://challenge.lynceetec.com/
Among all applications, 5 best measurements are shown below.
- Description: Dynamic deformation of a MEMS mirror during the full scanning cycle and the corresponding point spread function
- Sample: MEMS micromirror
- Courtesy of: Dr. Clement Fleury, Silicon Austria Labs, Austria
- Description: Vibration mode shapes vs. FEM simulation
- Sample: X-ray detector array with bismuth absorbers coating for space telescopes
- Courtesy of: Dr. Henk van Weers, SRON, Netherlands Institute for Space Research, Netherlands
- Description: Vibration amplitude maps with frequency continuous sweep:640-670 kHz, showing complex mode shapes
- Sample: Nano-Micro cantilever with increased sensitivity
- Courtesy of: Prof. Dr.-Ing. Julia Körner, Leibniz University Hannover, Germany
- Description: Deformed structure requires decorrelation of in- & out of plane vibration for true value
- Sample: Tunable ring resonator
- Courtesy of: Dr. Mathieu Gratuze, Ecole de Technologie Superieure, Canada
- Description: Complex structures and complex in- & out-of-plane vibration mode shapes
- Sample: Double side clamped beam
- Courtesy of: Dr. Daniel Moreno, Ecole polytechnique fédérale de lausanne EPFL, Switzerland
