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(xué)的來講,微機(jī)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(jié)構(gòu)一般在微米甚至納米量級,是一個(gè)獨(dú)立的智能系統(tǒng)。簡單理解,MEMS就是將傳統(tǒng)傳感器的機(jī)械部件微型化后,通過三維堆疊技術(shù),例如三維硅穿孔TSV等技術(shù)把器件固定在硅晶元(wafer)上,最后根據(jù)不同的應(yīng)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(shí)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(diǎn)
MEMS是指可批量制作的,將微型機(jī)構(gòu)、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(diǎn)。同時(shí),MEMS傳感器不僅能夠感知被測參數(shù),將其轉(zhuǎn)換成方便度量的信號;而且能對所得到的信號進(jìn)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(gè)MEMS傳感器推出,重量、濕度、加速度計(jì)、壓力、麥克風(fēng)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(xué)傳感器、生物傳感器三大類。(相關(guān)閱讀可以查看YXC揚(yáng)興官網(wǎng)《MEMS應(yīng)用領(lǐng)域》)
MEMS傳感器優(yōu)點(diǎn)
因?yàn)閭鹘y(tǒng)的基于機(jī)電工藝制成的傳感器和執(zhí)行器在體積、價(jià)格和產(chǎn)能上不能適應(yīng)工業(yè)、消費(fèi)電子等領(lǐng)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(fēng)方面,MEMS技術(shù)的應(yīng)用為之技術(shù)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(gè)陀螺儀的產(chǎn)量之低和價(jià)格之高也是可想而知。
而我們現(xiàn)在智能手機(jī)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(jī)、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(shè)備。
比較2:麥克風(fēng)。傳統(tǒng)麥克風(fēng)的七八種機(jī)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(fēng)置于手機(jī)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(shí)應(yīng)該還有相當(dāng)多,只要有需求,我們就會想方設(shè)法將傳感器集成在芯片內(nèi),這是科學(xué)的發(fā)展進(jìn)步,也是必然