T∕CSCP 0059.5-2025 微机电系统（MEMS）材料腐蚀芯片及传感器 第5部分：电路设计及测试

器2025-09-01发布中国腐蚀与防护学会发布 II III 5 5 5 6 6 6 7 7 8 8 9 9 本文件是T/CSCP0059-2025《微机电系统(请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件起草单位：北京科技大学、中国电力科学研究院有限公司、南方电网科学研究院有限广州天韵达新材料科技有限公司、国家材料腐蚀与防护科学数据中心、北京材料基因工程高精尖创心、广州市南沙区贝科耐蚀新材料研究院、中国铁道科学研究院集团有本文件主要起草人：杨小佳、李晓刚、程学群、郝文魁、黄路遥、张强、卢壹梁、黄增浩、孙雷、李清、徐迪、朱仁政、廖永力、杨国威、张达威、刘超、杨体绍、杨吉可、杜翠薇、刘智《微机电系统（MEMS）材料腐蚀芯片及传感器》涵盖了微机电系统（MEMS）材料腐料腐蚀芯片及传感器的设计要求、选材要求、制造要求及测试——第2部分：选材与评价。目的是规定MEMS材料腐蚀芯片及传感器各价方法，包括选材原则、常用材料类型及其性能指标、评价与验——第3部分：测试方法。目的是规定MEMS材料腐蚀芯片及传——第4部分：元器件选型及测试。目的是规定MEMS材料腐蚀芯片——第5部分：电路设计及测试。目的是规定MEMS材料腐微机电系统(MEMS)材料腐蚀芯片及传感器第5部分：电路设计及测试本文件规定了微机电系统(Micro-Electro-本文件适用于各类MEMS材料腐蚀芯片及传感器的电路设计、验证测试下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期GB/T38341微机电系统（MEMS）技术MEMS器件的可靠性综IEC60050（所有部分）国际电工词汇表（Interna信号调理电路signalconditioning对敏感元件输出的微弱、易受干扰的原始信号，进行放大、滤波、调制、解调等处理，以提升信数据采集电路signalconditioning将模拟信号转换为数字信号，并按照设定的采样频率、分辨率进行采样、量化与编码，实现腐蚀为MEMS腐蚀芯片及传感器电路提供稳定、高效电源供应的电路实现MEMS腐蚀芯片及传感器与外部设备或系统进行数据交互与通信的电单位带宽内的噪声电压或电流，用于评估电路的本底在参考条件下，电路输出信号随时间或温度变化而发生的缓慢变4.1通用设计原则c)考虑可测试性设计，预留关键测试点，便于生产和维护测a)放大电路应根据敏感元件输出信号的特性，选用低噪声、高增益、高共模抑制比的运算放大器b)滤波电路应针对不同的干扰源和信号频段，设计合适的滤波电路。通过仿真和实验优化滤波器c)调制解调电路宜采用调制技术将信号加载到高频载波上，提高信号的抗干扰能力和传输距离。d)线性化电路宜采用硬件线性化电路或软件线性化算法，使输出信号与被测腐蚀参数之间具有良b)采样控制电路应根据设计采样时序控制电路，实现芯片对腐蚀速率的精确采样控制。根据腐蚀c)数据缓存与预处理应设计数据缓存电路对采集的数据进行临时存储。应对采集的数据进行预处b)低功耗设计应采用多种低功耗设计技术，宜采用休眠唤醒机制、动态电压调节、时钟门控、功成损坏。采用保险丝、瞬变电压抑制二极管、金属–氧化物–半导体晶体管等器件实现电通信接口电路应明确通信协议、接口电路及网络通信b)接口电路设计应设计符合所选通信协议标准的接口电路，包括信号电平转换、驱动电路、阻抗5.1.3通信接口电路的数据传输速率、误码率、传输距离等指标应符合设计要求。在规定的通信距5.2环境适应性5.2.1温度适应性宜在-45℃~120℃的温度范围内，电路各项性能指标应符合设计要求，温度系数5.2.2湿度适应性宜在相对湿度20%～85%的环缘电阻不低于100MΩ,防止因潮湿导致的短路、漏电等问题。≤1mV峰-峰值-45℃~125℃-40℃~85℃MTBF-65℃~150℃频谱分析仪、数字示波器、高精度万用表等设备，测量电路的增析仪测量电源转换效率、负载调整率、线性调整率等参数，测量项目及方法参考下a)误码率：通过发送伪随机码序列，统计接收端误码b)传输距离：在不同距离下测试通信质量，确定可靠通信距离；c)协议一致性：通过验证通信协议是否符合相关标准要a)温度范围宜控制在-45℃~120℃;b)温度变化速率≥15℃/min；e)在每次温度稳定阶段，测量电路的各项性b)测试时长宜选用240h；c)试验前后测量电路的绝缘电阻、漏电b)加速度宜选用2.2Grms或c)试验结束后，使用显微镜观察电路表面的腐蚀情况，测量电路的电气性能参数，与试验前数据b)射频电磁场辐射抗扰度宜选用频率范围80MHz～1GHz，场强10V/m；应按GB/T38