1、機(jī)油壓力傳感器MEMS詳細(xì)介紹

在我們的生活中，機(jī)器化的東西隨處可見(jiàn)，汽車(chē)，洗衣機(jī)，洗碗機(jī)，吸塵器，還有最近的掃地機(jī)器人。想想就能發(fā)現(xiàn)，我們好像已經(jīng)離不開(kāi)機(jī)器了。而我們的所有機(jī)器，幾乎都用到了機(jī)油壓力傳感器這個(gè)零件，這可以看出它有多重要了。它是微電子機(jī)械系統(tǒng)中不可缺少的零件。正是這個(gè)零件，使我們的生活多了許多機(jī)器用來(lái)代替人工，可以讓我們有更多的時(shí)間去做其他的事情，下面就來(lái)詳細(xì)介紹一下它。

機(jī)油壓力傳感器MEMS(MicroElectromechanicalSystem，即微電子機(jī)械系統(tǒng))是指集微型傳感器、執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。

一、特點(diǎn)MEMS壓力傳感器可以用類(lèi)似集成電路的設(shè)計(jì)技術(shù)和制造工藝，進(jìn)行高精度、低成本的大批量生產(chǎn)，從而為消費(fèi)電子和工業(yè)過(guò)程控制產(chǎn)品用低廉的成本大量使用MEMS傳感器打開(kāi)方便之門(mén)，使壓力控制變得簡(jiǎn)單、易用和智能化。

傳統(tǒng)的機(jī)械量壓力傳感器是基于金屬?gòu)椥泽w受力變形，由機(jī)械量彈性變形到電量轉(zhuǎn)換輸出，因此它不可能如MEMS壓力傳感器那樣，像集成電路那么微小，而且成本也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于MEMS壓力傳感器。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械量傳感器，MEMS壓力傳感器的尺寸更小，最大的不超過(guò)一個(gè)厘米，相對(duì)于傳統(tǒng)“機(jī)械”制造技術(shù)，其性?xún)r(jià)比大幅度提高。

二、MEMS壓力傳感器原理目前的MEMS壓力傳感器有硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器，兩者都是在硅片上生成的微機(jī)械電子傳感器。

硅壓阻式壓力傳感器是采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測(cè)量電路的，具有較高的測(cè)量精度、較低的功耗和極低的成本?；菟诡D電橋的壓阻式傳感器，如無(wú)壓力變化，其輸出為零，幾乎不耗電。。硅壓阻式壓力傳感器其應(yīng)變片電橋的光刻版本。

MEMS硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形應(yīng)力杯硅薄膜內(nèi)壁，采用MEMS技術(shù)直接將四個(gè)高精密半導(dǎo)體應(yīng)變片刻制在其表面應(yīng)力最大處，組成惠斯頓測(cè)量電橋，作為力電變換測(cè)量電路，將壓力這個(gè)物理量直接變換成電量，其測(cè)量精度能達(dá)0.01-0.03%FS。

電容式壓力傳感器利用MEMS技術(shù)在硅片上制造出橫隔柵狀，上下二根橫隔柵成為一組電容式壓力傳感器，上橫隔柵受壓力作用向下位移，改變了上下二根橫隔柵的間距，也就改變了板間電容量的大小，即△壓力=△電容量。

三、MEMS壓力傳感器的應(yīng)用前景MEMS壓力傳感器廣泛應(yīng)用于汽車(chē)電子如TPMS、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力傳感器、汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)空氣壓力傳感器、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管壓力傳感器(TMAP)、柴油機(jī)共軌壓力傳感器。消費(fèi)電子如胎壓計(jì)、血壓計(jì)、櫥用秤、健康秤，洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器，空調(diào)壓力傳感器，洗衣機(jī)、飲水機(jī)、洗碗機(jī)、太陽(yáng)能熱水器用液位控制壓力傳感器。工業(yè)電子如數(shù)字壓力表、數(shù)字流量表、工業(yè)配料稱(chēng)重等。

典型的MEMS壓力傳感器管芯(die)結(jié)構(gòu)和電原理，左是電原理圖，即由電阻應(yīng)變片組成的惠斯頓電橋，右為管芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。典型的MEMS壓力傳感器管芯可以用來(lái)生產(chǎn)各種壓力傳感器產(chǎn)品。MEMS壓力傳感器管芯可以與儀表放大器和ADC管芯封裝在一個(gè)封裝內(nèi)(MCM)，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)師很容易使用這個(gè)高度集成的產(chǎn)品設(shè)計(jì)最終產(chǎn)品。

四、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售鏈MEMS壓力傳感器Die的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售鏈。目前集成電路的4寸圓晶片生產(chǎn)線的大多數(shù)工藝可為MEMS生產(chǎn)所用。但是需要增加雙面光刻機(jī)、濕法腐蝕臺(tái)和鍵合機(jī)三項(xiàng)MEMS特有的工藝設(shè)備。壓力傳感器產(chǎn)品生產(chǎn)廠商需要增加價(jià)格不菲的標(biāo)準(zhǔn)壓力檢測(cè)設(shè)備。對(duì)于MEMS壓力傳感器生產(chǎn)廠家來(lái)說(shuō)，開(kāi)拓汽車(chē)電子以及消費(fèi)電子領(lǐng)域的銷(xiāo)售經(jīng)驗(yàn)和渠道是十分重要和急需的。特別是汽車(chē)電子對(duì)MEMS壓力傳感器的需要量在近幾年激增，如捷伸電子的年需求量約為200-300萬(wàn)個(gè)。

五、MEMS芯片與IC的異同與傳統(tǒng)IC行業(yè)注重二維靜止的電路設(shè)計(jì)不同，MEMS以理論力學(xué)為基礎(chǔ)，結(jié)合電路知識(shí)設(shè)計(jì)三維動(dòng)態(tài)產(chǎn)品。對(duì)于在微米尺度進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)會(huì)更多地依靠經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)工具(Ansys)也與傳統(tǒng)IC(如EDA)不同。MEMS加工除了使用大量傳統(tǒng)的IC工藝，還需要一些特殊工藝，如雙面刻蝕，雙面光刻等。MEMS比較傳統(tǒng)IC，工藝簡(jiǎn)單，光刻步驟少，MEMS生產(chǎn)的一些非標(biāo)準(zhǔn)的特殊工藝，工藝參數(shù)需要按照產(chǎn)品的要求來(lái)進(jìn)行調(diào)整。由于需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)三方面的密切配合，IDM的模式要優(yōu)于Fabless+Foundry的模式。MEMS對(duì)封裝技術(shù)的要求很高。傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠商的生產(chǎn)線正面臨淘汰，即使用來(lái)生產(chǎn)LDO，其利潤(rùn)也非常低，但是，如果生產(chǎn)MEMS，則可獲得較高的利潤(rùn)。線上的每一個(gè)圓晶片可生產(chǎn)合格的MEMS壓力傳感器Die5-6K個(gè)，每個(gè)出售后，可獲成本7-10倍的毛利。轉(zhuǎn)產(chǎn)MEMS對(duì)廠家的工藝要求改動(dòng)不大，新增輔助設(shè)備有限，投資少、效益高。MEMS芯片與IC芯片整合封裝是集成電路技術(shù)發(fā)展的新趨勢(shì)，也是傳統(tǒng)IC廠商的新機(jī)遇。

六、生產(chǎn)MEMS壓力傳感器Die成本估計(jì)圓晶片生產(chǎn)線生產(chǎn)MEMS壓力傳感器Die成本估計(jì)如表所示，新增固定成本是指為該項(xiàng)目投入的人員成本和新設(shè)備的折舊(人員：專(zhuān)家1名+MEMS設(shè)計(jì)師2名+工程師4名+工藝師5名+技工12名，年成本147萬(wàn)元，新增設(shè)備投入650萬(wàn)元，按90%四年折舊計(jì)算);現(xiàn)有成本是指在5次光刻條件下使用的成本(包括人工、化劑、水電、備件等的均攤成本);硅片材料成本是指雙拋4寸硅片的價(jià)格。

上面很多詞語(yǔ)也包含了一些專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，菜鳥(niǎo)級(jí)的我們可以選擇跳過(guò)，看看一些主要功能的介紹，還有應(yīng)用前景。從應(yīng)用前景可以看出，我們的未來(lái)也不能缺少它了，不管是大型機(jī)器，還是小型的，它都可以協(xié)助機(jī)器更好的工作了。如果是從事這個(gè)機(jī)器方面的大家，可以仔細(xì)看看，因?yàn)檫@是從事這方面的必修課了。最后希望上文可以給大家?guī)?lái)一些幫助。

2、mems傳感器

MEMS傳感器即微機(jī)電系統(tǒng)（Microelectro Mechanical Systems）。

是在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，已成為世界矚目的重大科技領(lǐng)域之一。它涉及電子、機(jī)械、材料、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多種學(xué)科與技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

截止到2010年，全世界有大約600余家單位從事MEMS的研制和生產(chǎn)工作，已研制出包括微型壓力傳感器、加速度傳感器、微噴墨打印頭、數(shù)字微鏡顯示器在內(nèi)的幾百種產(chǎn)品，其中MEMS傳感器占相當(dāng)大的比例。MEMS傳感器是采用微電子和微機(jī)械加工技術(shù)制造出來(lái)的新型傳感器。

實(shí)際應(yīng)用

MEMS傳感器應(yīng)用于無(wú)創(chuàng)胎心檢測(cè)，檢測(cè)胎兒心率是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，由于胎兒心率很快，在每分鐘l20～160次之間，用傳統(tǒng)的聽(tīng)診器甚至只有放大作用的超聲多普勒儀，用人工計(jì)數(shù)很難測(cè)量準(zhǔn)確。

而具有數(shù)字顯示功能的超聲多普勒胎心監(jiān)護(hù)儀，價(jià)格昂貴，僅為少數(shù)大醫(yī)院使用，在中、小型醫(yī)院及廣大的農(nóng)村地區(qū)無(wú)法普及。此外，超聲振動(dòng)波作用于胎兒，會(huì)對(duì)胎兒產(chǎn)生很大的不利作用。盡管檢測(cè)劑量很低，也屬于有損探測(cè)范疇，不適于經(jīng)常性、重復(fù)性的檢查及家庭使用。

3、MEMS自動(dòng)化生產(chǎn)中可控硅壓力傳感器封裝哪家做得好？

可控硅壓力傳感器是一種基于硅微加工工藝制作的高精度壓力傳感器，它使用可控硅技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)傳感器的壓力測(cè)量功能?？煽毓鑹毫鞲衅鞒司邆淦胀▔毫鞲衅鞯臏y(cè)量功能外，還具備過(guò)載保護(hù)、低功耗、溫度補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)。因其精密的特性，所以傳統(tǒng)的封裝設(shè)備并不能達(dá)到其要求，可以看看卓興的MEMS自動(dòng)化生產(chǎn)封裝設(shè)備，他們擁有運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器視覺(jué)、直線驅(qū)動(dòng)和算法等核心技術(shù)，并以這些技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合封裝工藝，為可控硅壓力傳感器提供全方位的封裝解決方案，是目前業(yè)內(nèi)技術(shù)和產(chǎn)品都領(lǐng)先的企業(yè)，可以去他們官網(wǎng)了解一下。