在选择MEMS振动测量方案时，很多人首先关注的是测量精度，例如是否达到纳米级甚至皮米级分辨率。但对于已经采用硅封装或晶圆级封装的MEMS器件来说，仅有高精度并不足够。检测系统是否能够穿透封装观察内部结构？是否支持非接触测量？面对复杂反射环境能否保持稳定信号？这些因素正逐渐成为MEMS研发和失效分析过程中更重要的评价标准。
针对这一难题，SmarAct推出了基于共焦显微与激光干涉技术的PICOSCALE测振仪，实现了封装MEMS内部结构的皮米级振动测量。
一、共焦显微与激光干涉的技术结合
PICOSCALE测振仪的核心，在于将共焦红外显微技术和迈克尔逊激光干涉测量集成到同一系统之中。
其中，激光干涉部分基于迈克尔逊干涉仪原理，通过检测光程变化引起的相位差，实现非接触式位移测量。
基于这一原理，系统能够实现：
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皮米级位移分辨率
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高频动态振动分析
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非接触式测量
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高带宽检测能力
相比传统接触式检测方式，该方案不会对MEMS真实振动状态造成额外干扰，更适用于微纳尺度结构分析。
但真正让PICOSCALE实现突破的，是其共焦红外显微技术。
传统显微成像在面对硅封装时，会受到大量杂散反射光影响，难以准确识别内部结构。而SmarAct采用1550nm近红外激光，利用硅材料对近红外光具有较高透过率的特性，使激光能够穿透硅封装，到达内部MEMS结构。
与此同时，系统中的共焦针孔（Pinhole）会对反射光进行选择性过滤，仅允许焦点位置的光信号进入探测器，从而有效屏蔽离焦杂散光。
最终实现：透过硅封装，仅观察MEMS内部振动结构，成为传统激光测振仪难以实现的关键突破。
二、从“测量振动”到“看见振动”
除了高精度位移测量外，PICOSCALE测振仪还能够实现MEMS振动模式的可视化分析。
整个系统主要包括：
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红外共焦显微模块
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激光干涉测量模块
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三轴纳米定位系统
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高频振动激励平台
其中，三轴纳米定位系统能够实现大范围高精度扫描，在20mm行程范围内保持30nm重复精度，并支持百万像素级扫描能力。
相比传统采用振镜扫描的测振方案，PICOSCALE能够同时兼顾：
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大视场
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高分辨率
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高定位精度
系统最高可实现：
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2μm光学分辨率
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高频振动分析
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皮米级位移检测
真正实现了从“检测振动”到“可视化振动”的跨越。
三、实际案例：透过硅封装分析MEMS运动传感器
在实际测试中，SmarAct使用PICOSCALE测振仪对MPU-6050 MEMS运动传感器进行了分析。
实现了在不破坏封装的前提下，对MEMS内部结构进行完整动态分析。
对于MEMS研发而言，这种能力具有重要价值。
随着MEMS结构和封装工艺不断升级，振动测量系统的评价标准也在发生变化。
除了分辨率、频率范围等传统指标，系统是否具备透硅检测能力、是否能够适应复杂封装结构、是否支持高精度扫描和振动可视化，正在成为越来越多研发团队关注的问题。SmarAct PICOSCALE MEMS芯片模态分析仪正是围绕这些实际应用需求设计，为先进MEMS检测提供了一种兼顾测量精度、成像能力与应用灵活性的解决方案。
