ADI​公司​使用​PXI​与​LabVIEW​降低​MEMS​测试​成本

Woody Beckford, Analog Devices Inc.

"使用​PXI​与​LabVIEW,​我们​只​使用​了​先前​ATE​系统​的​一​小​部分​成本、​重量、​能​耗​和​封​装,​就​测试​了​MEMS​设备。"

- Woody Beckford, Analog Devices Inc.

挑战:

开发​高​效率、​高​成本​效益​的​紧凑​系统,​用于​MEMS​测试​中的​生产​与​特征​描述。

解决​方案:

NI LabVIEW​软件​搭配​PXI​模​块​化​仪器​所​建立​的​MEMS​测试​系统,​可​同时​进行​特性​描述​与​生产​测试,​与​之前​的​自动​化​测试​仪器​(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​了​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​介绍

ADI​提供​模拟、​混合​信号​以及​数字​信号​处理 (DSP)​集成​电路 (IC),​可​针对​光线、​声音、​温度、​运动,​或​压力​等​信号,​将​它们​转换​为​电子​设备​所需​的​电子​信号。 我们​公司​的​IC​几乎​遍及​了​所有​领域,​包括​汽车、​相机、​电视、​移动​电话、​医疗​成像​装置,​和​工业​级​的​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​投入​巨大。 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)、​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​质量。 而​我们​所用​的​传统“big iron”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​并不​是​满足​我们​需求​的​专属​MEMS​测试​系统。 我们​需​针对​自己​的​MEMS​产品,​构​建​特定​的​应用​测试​系统,​并​能​囊括​ATE​系统​的​所有​测量​功能。

 

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,​以此​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​需求,​且​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​难题。 作为​开放​性的​标准,​PXI 10​多年​来​已​在​各个​行业​中​得到​普及。 PXI​具备​极​高​的​灵活​度​与​模​块​化​特性,​可​开发​我们​所需​的​MEMS​测试​系统,​并​随时​重新​设定​以​满足​多样​的​测试​需求。 若要​在​多个​地点​进行​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​传输​量​需求​来​随时​调整​设备。

 

针对​现有​工具,​软件​环境​也要​能​轻松​建立​操作、​数据​与​编​程​设计​界面,​从而​将​新的​ATE​系统​整合​到​产​线​中。 LabVIEW软件​已​广泛​用于​我们​的​特性​描述​与​设计​实验​室,​并​可​解决​相关​难题。 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​对​LabVIEW​的​性能​及其​多​核心​技术​印象​深刻。

 

 

我们​使用​PXI​搭配​LabVIEW,​开发​了​新的​生产​测试​解决​方案。 鉴于​NI​的​支持​服务、​产品​完整性,​与​遍布​全球​的​覆盖​面,​我们​选择​了​NI​作为​ATE​的​供应​商,​也​让​我们​所需​的​主要​测试​设备​均​来自于​单一​厂商。 NI​在​全球​均有​相关​领域​的​工程​师​与​系统​设计​团队,​可​随时​支持​我们​的​开发。 灵活​的​PXI​系统​搭配​简单​易​用​的​LabVIEW,​让​工程​师​可​快速​设计​所需​的​解决​方案​并​制作​原型。 与​之前​的​生产​ATE​测试​系统​相比,​以​PXI​与​LabVIEW​所​搭建​的​新​测试​系统,​可​大幅​减少​测试​次数。 针对​我们​的​MEME​设备,​以​NI​技术​所​部署​的​PXI​构​架​生产​测试​解决​方案,​让​我们​颇​有​信心。

 

 

使用​NI​现成​技术​的​主要​优势

以​PXI​与​LabVIEW​所​构​建​的​MEME​生产​测试​系统,​已​大幅​降低​了​设备​成本、​体积、​重量​与​耗電量。

 

节约​成本:与​PXI​新​系统​的​总​成本​相比,​先前​ATE​系统​的​基本​设置​成本​即已​超出​了​许多。 PXI​系统​所​占据​的​空间​也​很少。 事实​上,​整个​系统​的​精巧​体积,​仅​需​常见​的​手推车​即可​搬运。

 

减少​所​占地​面积:基于​PXI​的​ATE​新​系统,​可​大幅​节省​厂房​空间。 系统​体积​小​到​我们​可以​用​手推车​搬运,​可​省下​更多​厂房​空间。

 

更​小、​更​简单​易​用​的​系统:由于​系统​大幅​减轻,​连​带​也​降低​了​运输​成本。 现在​若​发生​问题,​只要​通过​本地​备份​即可​切换​PXI​仪器,​甚至​将​整​组​测试​系统​直接​送​回​开发​实验​室​检修,​所​耗​成本​也​非常​低。 而​先前​ATE​系统​的​运送​设备​成本​极​高,​几乎​可​购买​新的​PXI​测试​系统。

 

降低​耗​电量:在此​之前,​我们​的​设备​维修​部门​必须​提早​数​个​月,​就​开始​着手​修改​电​网​与​冷却​系统,​以​纳入​更多​的​测试​系统。 而​新的​PXI​系统​仅​需​标准​供电​插座​即可​执行,​完全​不需​另外​修改​供电​系统。

 

提高​测试​品质: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​分​公司​的​所有​测试​系统​均​搭载​相同​硬件​并​执行​相同​编​程​和​代码​序列。 而且​通过​LabVIEW​控制​系统​之后,​连​测试​编​程​码​都能​进而​模​块​化,​并​重复​用于​将来​的​测试​方案​或​开发​实验​室。

 

 

 

特性​描述​与​生产​均​使用​相同​的​测试​系统:测试​开发​过程​具备​更高​灵活​性​且​简单​易​用,​即便​不是​生产​阶段​(包含​设计、​测量、​特性​描述) 也​可​使用​相同​的​系统。 现在​无​需​额外​成本,​也​可在​所有​环境​中​使用​相同​的​ATE​设备,​最终​缩短​上市​时间​并​提高​产品​质量。

 

通过​PXI​与​LabVIEW,​我们​针对​应用​开发​了​专属​的​MEMS​测试​平台,​从​生产​到​实验​特性​描述,​都可​进行​调整,​大幅​减少​MEMS​测试​的​总​成本。

 

作者​信息:

Woody Beckford
Analog Devices Inc.
​Tel: (781) 937-1314
woodrow.beckford@analog.com

​ ​与​先前​的​ATE​系统​相比,​NI PXI​构​架​的​新​款​MEMS​测试​系统,​可​大幅​降低​成本、​耗​电量​与​设备​空间。 ​
图​2. ​ 我们​完全​使用​PXI​与​LabVIEW,​开发​并​部署​了​新的​MEMS​测试​系统。 ​
图​4. ​ ​我们​使用​NI​的​源​测量​单元、​电源​供电​器、​动态​信号​分析​仪、​高速​数字​I/​O、​与​定​时/​同步​PXI​仪器,​搭建​了​自己​的​MEMS​测试​系统。 ​
图​5. ​ ​Robert Whitehouse​与​团队​工程​师​合作,​建立​了​PXI​构​架​的​MEMS​麦克​风​生产​测试​系统,​所​花费​的​成本​仅​为​之前​ATE​系统​的​1/10。 ​
图​3. ​ ​为了​将​PXI​与​LabVIEW​的​体积、​重量、​成本​优势​最大​化,​我们​在​特性​描述​与​产​线上​均​使用​相同​的​测试​解决​方案,​也​可​避免​开发​与​生产​程序​之间​的​问题。 ​