一句話解釋MEMS傳感器
那就是把傳統(tǒng)的傳感器封裝到芯片里面,方便批量化生產(chǎn)和高度集成化
科學的來講,微機電系統(tǒng)(Micro-ElectroMechanicalSystem)是指尺寸在幾毫米乃至更小的傳感器裝置,其內(nèi)部結構一般在微米甚至納米量級,是一個獨立的智能系統(tǒng)。簡單理解,MEMS就是將傳統(tǒng)傳感器的機械部件微型化后,通過三維堆疊技術,例如三維硅穿孔TSV等技術把器件固定在硅晶元(wafer)上,最后根據(jù)不同的應用場合采用特殊定制的封裝形式,最終切割組裝而成的硅基傳感器。受益于普通傳感器無法企及的IC硅片加工批量化生產(chǎn)帶來的成本優(yōu)勢,MEMS同時又具備普通傳感器無法具備的微型化和高集成度。
MEMS傳感器特點
MEMS是指可批量制作的,將微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統(tǒng)。
用MEMS工藝制造的傳感器具有微型化、集成化、成本低、效能高、可大批量生產(chǎn)等特點。同時,MEMS傳感器不僅能夠感知被測參數(shù),將其轉換成方便度量的信號;而且能對所得到的信號進行分析、處理和識別、判斷,因此形象地被稱為智能傳感器。
1980年,第一個MEMS傳感器推出,重量、濕度、加速度計、壓力、麥克風等MEMS傳感器不斷出現(xiàn),其種類繁多,一般分為MEMS物理傳感器、化學傳感器、生物傳感器三大類。(相關閱讀可以查看YXC揚興官網(wǎng)《MEMS應用領域》)
MEMS傳感器優(yōu)點
因為傳統(tǒng)的基于機電工藝制成的傳感器和執(zhí)行器在體積、價格和產(chǎn)能上不能適應工業(yè)、消費電子等領域的需求,MEMS開始發(fā)展起來。
與傳統(tǒng)的傳感器相比,MEMS傳感器在尺寸、性能、智能化等方面都具有明顯的優(yōu)勢。例如,在陀螺儀及麥克風方面,MEMS技術的應用為之技術升級帶來較大跨越。
比較1:陀螺儀。傳統(tǒng)的光纖陀螺儀,體積雖然越來越小,但對于放入一些電子產(chǎn)品而言是不可能完成的。而且為了保證性能,這樣一個陀螺儀的產(chǎn)量之低和價格之高也是可想而知。
而我們現(xiàn)在智能手機上采用的陀螺儀則是MEMS陀螺儀,例如上圖。其體積小、功耗低、易于數(shù)字化和智能化,特別是成本低,易于批量生產(chǎn),非常適合手機、汽車牽引控制系統(tǒng)、醫(yī)療器材這些需要大規(guī)模生產(chǎn)的設備。
比較2:麥克風。傳統(tǒng)麥克風的七八種機械配件可全部集成在一塊很小的MEMS傳感器芯片上。由上圖可見,MEMS麥克風置于手機中,體積非常小,重量也比較輕。
由于是芯片制造,一致性好、功耗低,更易于批量生產(chǎn)。MEMS傳感器的出現(xiàn)滿足特定產(chǎn)品小體積、高性能的要求。
MEMS傳感器分類圖
是不是覺得有很多?其實應該還有相當多,只要有需求,我們就會想方設法將傳感器集成在芯片內(nèi),這是科學的發(fā)展進步,也是必然