新型传感器全新应用—MEMS传感器

2013-12-19 22:52 来源:电子信息网 作者:和静

厂商竞逐MEMS市场

根据 iSuppli的统计数据指出,2010年前10大MEMS厂商在消费电子和行动装置领域的营收排名依序为:意法半导体、安华高(Avago)、楼氏电子(Knowles)、德州仪器(TI)、博世(Bosch Sensortec)、应美盛(InvenSense)、Panasonic、TriQuint、Kionix和爱普生(Epson Toyocom)。

除了知名的半导体厂商如意法半导体、德州仪器、ADI 以外,元器件厂商中也有关注MEMS方案的厂商,例如爱普科斯。

TDK旗下的TDK-EPC(原爱普科斯)前两年就开始在MEMS市场有动作,包括展开了多个收购 ,扩 展 了 其MEMS相关技术和产品领域。产品也包括可调匹配网络(RFMEMS)、硅麦克风(MEMS麦克风)、压阻式压力传感器。

爱普科斯收购Technitrol公司后,由于Technitrol的 MEMS麦克风专有技术和一系列专利技术可与爱普科斯的封装工结合,因此,MEMS麦克风也成为爱普科斯扩展手机产品的合理选择。

关于MEMS 传感器的封装

封装曾是MEMS技术的难点。不过,生产工艺的提升使得产品良率有很大提升,现在MEMS产品的价格已经下降了很多,技术难题也逐渐得到了解决。

传统的MEMS封装主要有金属封装、陶瓷封装和塑料封装三种形式。随着MEMS封装技术取得了很大进展,出现了众多的MEMS封装技术,大多数研究都集中在特殊应用的不同封装工艺,但又开发了一些较通用、较完善的封装设计,通常可将其分为3个封装层次:芯片级封装、圆片级封装、系统级封装。

从传感器的应用来说,有些MEMS器件的封装必须能够和环境进行相互影响。例如,在压阻传感器内,封装应力就会影响传感器的输出。当封装中不同材料混合使用时,它们的膨胀和收缩系数不同,因此,这些变化引起的应力就附加在传感器的压力值中。在光学MEMS器件中,由于冲击、震动或热膨胀等原因而产生的封装应力会使光器件和光纤之间的对准发生偏移。在高精度加速度计和陀螺仪中,封装需要和MEMS芯片隔离以优化性能(见下图)。

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根据生产的MEMS器件类型的不同,电子性能的考虑可以决定所选封装类型的策略。例如,电容传感MEMS器件会产生非常小、并可以被电子器件所识别的电荷,在设计时就需要特别注意电路和封装中的信号完整性问题。  通常,大多数基于MEMS的系统方案都对MEMS芯片提供相应的电路补偿、控制和信号处理单元。因此,一个MEMS芯片和定制ASIC芯片可以被集成在同一个封装内。同样,电路也可以是集成了MEMS器件的单芯片、单封装。

MEMS传感器:新应用层出不穷

除了以上提到的部分常见的应用外,MEMS还在解决一些全球问题上发挥了重要作用。例如,MEMS传感器正在用于能源领域,帮助寻找和开发新的能源:地震检波器用于勘探石油和天然气,惯性传感器用于随钻测量,通过改善工业流程、高效住宅取暖和精确计费系统来充分利用当前的能源。

MEMS也在帮助解决其它社会问题,如老龄化和肥胖,还可以提供针对老人的侵入性较小的监控方式,实现成本适当的、连续性的诊断,以更好和更舒适地给药。

MEMS已进入我们的生活,从技术到医药到健康无所不在,2011年这种趋势必将更加明显。

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传感器 MEMS

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