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2009-01-07
VTI将展示基于传感器的行人导航设备 - [Mechanical Sensor]
芬兰的VTI Technologies在2009 CES展上将展示一款新颖的基于MEMS的行人导航系统。
小型可佩戴的设备可以跟踪行人的位置、速度和行走距离。它完全依靠设备内部的传感器提供的信息,非常适合室内等没有GPS信号的区域。
该设备使用VTI的低功耗3轴加速度计和专利算法,计算行人的速度和距离,10uA的电流是世界上功耗最低的3轴加速度计,适用于便携设备。
计算得到的速度和行走距离信息传送到走向与位置模块,该模块使用VTI的陀螺仪技术,以及第三方的磁传感器技术。走向、速度、行走距离数据通过蓝牙传送到个人电脑,行人的运动轨迹可以在地图上实时跟踪。
VTI的市场总监Sten Stockmann说:“基于传感器的导航是对传统GPS在无信号或信号极弱情况的令人振奋的补充。可以把基于位置的服务拓展到购物中心,或用于保安、运动表现监控等应用。”
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2008-12-04
东京电子推出晶圆级电容式MEMS测试机台 - [Process & Test Tool]
东京电子(TEL)在2008年度Semicon-Japan上推出TEMEON™系列之一的晶圆级MEMS测试机台TEMEON™-C,用于电容式读出MEMS器件。
在2006年,TEL推出针对压阻式MEMS传感器晶圆级测试的TEMEON™-M ,并已进入量产。针对目前更为复杂的电容式MEMS器件,TEMEON™-C可实现在晶圆级对加速度计和陀螺仪等器件精确的电容测量。
TEMEON™-C使用TEL的专利技术去除寄生电容以实现在任何测试环境下在晶圆级精确稳定地量测fF (femto Farad) 量级的静态电容。TEMEON™-C还可以直接量测动态电容以及MEMS结构的物理位移,反馈共振频率和品质因子(Q-Value),以及通过/失效结果。
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2008-11-14
当MEMS遇到手机 - [Industrial & Technology Trend]
手机目前是微电机系统(MEMS)最具活力的市场,需求增长速度大大高于IT外设和汽车产品。到2012年,用于手机的MEMS全球出货额预期将增至8.669亿美元,几乎是2007年3.048亿美元的三倍。MEMS在手机中的新应用,是推动该市场增长的主要动力。
手机加速计加速增长
直到2006年,手机中能够看到的唯一MEMS还是由安华高科技和英飞凌商业化的薄膜体声波谐振器(FBAR)信号滤波器,以及主要由Knowles Electronics Inc.销售的麦克风,而用于检测运动的MEMS加速计在手机市场中的出货量则微乎其微。
但是,苹果公司的iPhone使得手机用加速计开始流行。当用户改变设备的朝向时,该器件可以自动旋转图像。由于苹果公司的对手纷纷仿效,预计2008年手机领域MEMS加速计出货量将大增83.6%。到2012年,其出货量将是2007年的四倍以上,达到2.009亿个。
从2010年开始,手机将开始采用陀螺仪用于图像稳定、游戏、可能还有惯性导航。更进一步,未来手机可能开始采用MEMS压力传感器,它可以检测高度。美国正在酝酿一项规定,准备要求全部手机装备压力传感器,以便于应急服务机构在收到高楼中的用户呼叫时提供救助。
MEMS麦克风充斥市场
在忠心耿耿地为电子产业服务近50年之后,传统的驻极体电容麦克风开始给MEMS麦克风让出一些市场。MEMS麦克风2003年开始在市场中出现,到2012年,MEMS麦克风的营业额将达到2.115亿美元,开始主宰手机市场。
与驻极体电容麦克风相比,MEMS麦克风有几项优势:可以利用表面贴装工艺生产;可以耐受较高的回流焊接温度;容易与CMOS工艺和其它音频电子集成;噪声消除性能得到改进,而且不受电磁干扰(EMI)影响。
MEMS麦克风已经在手机市场取得一些成功。iSuppli公司的手机拆机分析结果显示,MEMS麦克风在摩托罗拉和LG手机中的份额强劲增长,最近诺基亚、索爱和HTC也开始采用MEMS麦克风。MEMS麦克风去年开始进入笔记本电脑和蓝牙耳机,我们预计它们在未来两年内将进入更多的便携产品,如数码相机和摄像机。
手机中的其它MEMS应用包括MEMS振荡器,如Toyocom公司的Q-MEMS;高通的MEMS iMoD显示器;RFMD、Epcos或Wispry公司的RF MEMS开关,到2012年可能还会使用微型燃料电池。

(作者:Jérémie Bouchaud,iSuppli,摘录自Semi-China)
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2008-09-18
MEMSIC的热加速度计解剖 - [Mechanical Sensor]
大多数人在提到加速度计时都会想到由弹簧悬挂的质量块。但这不是惟一的解决方案,MEMSIC用其热学技术的加速度计证明了这一点。MEMSIC声称其技术是突破性的,首要一点是其低成本。
对MEMSIC加速度计解剖分析的完成恰逢制造商的一次高调事件。上个月的北京奥林匹克运动会的聚光灯下,MEMSIC似乎比火炬还要热门。在开幕式上,观众挥舞92000只红、绿、蓝、白色的装有MEMSIC的热加速度计的火炬。
与传统的加速度计使用微小的多晶硅或硅质量块不同,MEMSIC利用一个加热的重气泡在加速度影响下的运动来探测加速度(气泡的成分是其设计技术机密的一部分)。值得注意的是MEMSIC选择了一种热容高于空气、而热导低于空气的气体组分。

图一:微桥支撑的加热环和热堆
其传感器MEMS部分如图一所示。一个居中的加热环通过介质微桥结构支撑。加热环用来加热做为质量块的重分子气体。传感探测部分是围绕加热环的热堆(由每边40个热电偶串联)。热电偶的热端位于环绕加热环的介质微桥上,冷端位于空腔的周边,掩埋在金属层之下。
被加热的气体在加热环上形成一个小的气泡并具有温度梯度,中心最热,周边最冷。MEMSIC的聪明之处在于利用了在有加速度的情况下,气泡的运动会滞后于芯片的运动。结果气泡从芯片中心相对偏移,一边的热堆探测到比另一边高的温度。一个差分的信号被检测并由芯片四周的ASIC电路处理为相应的加速度数字信号。

图二:加热环
图二所示的加热环被图形化的介质微桥支撑。微桥下的硅衬底被部分刻蚀去除在加热环和热电偶下形成空腔。图中所见的多晶硅加热环在介质微桥上以蛇形绕布。
MEMSIC描述其工艺是CMOS-MEMS兼容的。看起来其CMOS部分的工艺是在TSMC完成,MEMSIC自行完成MEMS释放与封装,很可能是在其中国的工厂进行。MEMSIC同时在美国拥有一个研发中心。

图三:热堆的热端
热电偶是一种有很多年历史的温度测量技术,如图三所示,由铝金属和多晶硅结串联而成。如前面所提到的,靠近中心加热环的是热结,冷端掩埋在金属二下,靠近空腔的边缘。合适的多晶硅掺杂将提供良好的西贝克(Seebeck)系数,金属和多晶硅的线宽经过调整来优化其电阻值和热导率,以得到高灵敏度(信噪比)。
这些创新的器件在低成本下提供可观的性能指标,MEMSIC目标瞄准所有的应用市场。这一特定的器件可耐受50000g的冲击,而其低成本可用于消费电子。这一性能和成本的组合是难以想象的。跟踪MEMSIC在工业和消费市场的成功案例将是很有趣的。
相关链接:
带MEMS器件的火炬将在奥运赛场挥舞:http://memstimes.blogbus.com/logs/27416598.html
TSMC就MEMS代工业务的访谈:http://memstimes.blogbus.com/logs/28254099.html
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2008-08-24
Qualtre从Matrix获得500万美元首轮风投 开发惯性传感器产品 - [Mechanical Sensor]
位于亚特兰大的动作传感器的初创公司Qualtre(www.qualtre.com),近期从麻省Waltham的风投公司Matrix Partners得到500万美元首轮投资,预期接下来四个月内雇员数将翻倍。Qualtre的首席执行官Mike Slawson说现有六人的公司年内将增加4-6名工程师达到12-15名雇员,新聘人员将主要是具有ASIC设计及MEMS经验者。
Slawson同时评论说,Matrix是一家非常受尊重的风险投资公司。在1990年代是业界领头羊之一。Matrix的投资项目中包括消费电子及MEMS领域,是提供丰富的合作关系。
Qualtre于2005年由乔治亚理工教授Farrokh Ayazi和西北保留地大学教授Mehran Mehregany成立,二人在科研领域结识。Qualtre开发先进的加速度计和陀螺仪,体积比当前市场上的同类器件将缩小十倍,而成本将直接由体积决定。
公司获得过DARPA37.5万美元的项目支助,加上成立前通过贷款、经费和创始人投入的共40万美元。公司的突破性技术主要从乔治亚理工专利授权获得,产品将在性能、尺寸、功耗、集成度、对振动的免疫性方面都有所提高。将为动作传感器市场带来更低的成本基准。
Qualtre的惯性传感器设计或者是基于“音叉”技术,具有创纪录的灵敏度和品质因子;或者基于体声波(BAW)技术,是一种独特的全新惯性传感技术平台。Qualtre把两种技术应用于陀螺仪和加速度计,但是在陀螺仪应用上的价值最高。
Qualtre的BAW陀螺仪比现有的陀螺仪产品尺寸小十倍。更进一步,它们本质上是固态器件,对环境的耐受度及可靠性方面有显著提高。Qualtre的器件不需要真空封装,并且可以与CMOS电路及其它传感器集成。公司的竞争者使用尺寸更大的,非硅基材料或要求真空封装的传感器,难以以消费电子的成本来满足短程导航等高性能要求的应用。
Qualtre的音叉传感器具有非常高的品质因子(Q)并且其陀螺仪创纪录的灵敏度已得到验证。这些器件可用于军事、汽车、医疗等多种领域。Qualtre短期内目标是推出高度集成的体声波惯性传感器。Qualtre的产品利用新颖然而已经过验证的加工技术制造。Qualtre从乔治亚理工的Integrated MEMS Lab取得这些技术的独家专利授权。
Qualtre将首先推出一款三轴动作传感器QGYR300,由制造在同一芯片上的三个BAW陀螺仪和一个分开的CMOS ASIC芯片封装在一起。接着在2009年将推出QIMU600,包括制造在同一芯片上的三个BAW陀螺仪和一个三轴加速度计。Qualtre的技术路线向不断增加的集成度发展,最终所有方向的动作都可用一枚传感器来探测,CMOS控制和处理电路也将集成在同一芯片上。


左图:“音叉”陀螺仪,右图:体声波(BAW)Z-轴陀螺仪。
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2008-08-23
Virtus Sensor的MEMS动作传感器首演 - [Mechanical Sensor]
多轴惯性传感器开发商Virtus Advanced Sensors推出首款产品,针对低成本消费电子的模拟输出三轴加速度计。其下属机构Virtus Asia Ltd,基于该传感器技术开发了包括一款无线动作传感工具包(Micro Sensing Mote Kit)和一款多路传感数据记录仪(V Logger)。这三款产品是Virtus Group首次推出的产品。其中,Micro Sensing Mote Kit和V Logger是新一代的动作传感以及数据采集器件,可用于工业、消费品、医疗和科研等领域。
Micro Sensing Mote包含电池、加速度计和蓝牙收发器,据称是目前世界上最小和最轻的独立加速度数据采集系统。它包含利用Virtus专有的MEMS技术制造的嵌入式三轴加速度计。小尺寸的MEMS加速度计外形使得Virtus能够做到高度集成。其它特点包括低功耗(<0.15W)的嵌入式充电电池、数据传输速率115.2Kbit/s的嵌入式蓝牙接收器,载波频率2.4GHz。
Micro Sensing Mote Kit是同类产品中首款支持一个以上的无线传感系统的多路传感工具包。工具包具有集成的USB蓝牙接收器和充电器,支持多达五个Micro Sensing Motes并且带有支持多种操作系统的驱动程序。它也可用于开发消费电子、医疗器械及机器人等的广泛应用。
另一方面,V Logger集成了测量并记录加速度、湿度和温度的功能。外形尺寸5cmx5cmx2cm,重量30g,功耗低于25mW,包含2G的SD存储卡和USB接口。V Logger适合物流、工业和环境研究等。
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2008-08-22
加速度计的小型化和数字化 - [Mechanical Sensor]
对STMicroelectronic以及Kionix新的三轴加速度计产品解剖并与它们老的产品比较,发现新旧产品有很大不同。
首先,两家的新产品芯片面积都显著减小,这样每片晶圆可制造出更多芯片,降低成本。更小的产品也更适合作为目前惯性传感器市场主要推动力的消费电子应用。显微镜观察显示两家制造商都未改变加工工艺。芯片面积的减小主要依靠集成数字信号处理功能以及更高效的版图设计。
Kionix的数字加速度计KXPB5芯片面积为2.10 mm x 2.30 mm,而KXM52的芯片面积为2.64 mm x 3.51 mm。芯片面积减小了50%。KXPB5芯片标记显示为2006年,而KXM52显示为2004年。两种产品根据Kionix的规范都是+/-2g。
把芯片面积输入芯片数/晶圆计算器[1],假设150mm晶圆,0.25mm的划片槽,可以得到约1800个模拟加速度计芯片,或者约3530数字加速度计芯片。这几乎是两倍的增加,重新设计是值得的。
也对STM的模拟输出LIS3L02AE和数字输出LIS302DL加以比较。LIS3L02AE在任天堂Wii操纵杆中应用。LIS302DL的芯片标记显示2005年,而LIS3L02AE显示为2004年。LIS302DL 芯片面积为1.83 x 2.13 mm,LIS3L02AE的芯片面积是3.50 x 3.51 mm,面积缩小大于70%。LIS302DL的量程为±2/±8 g可选,而 LIS3L02AE的量程推断为 ±2/±6 g 。
对每片晶圆的芯片数再次计算,一片六寸晶圆仅能制造约1350枚LIS3L02AE,而可制造几乎4400枚新的数字LIS302DL 芯片。如果是在STM位于Agrate新的200mm生产线制造,则相应的每片芯片数为2450和7870。非常明显,提高晶圆尺寸可显著降低芯片成本,这也是MEMS在消费产品中的应用越来越多的原因之一。
[1] 芯片数/晶圆计算器:http://mrhackerott.org/semiconductor-informatics/informatics/toolz/DPWCalculator/Input.html相关链接:
Kionix推出汽车和工业用加速度计:http://memstimes.blogbus.com/logs/27440868.html
意法半导体将为华硕的Eee游戏杆提供MEMS传感器:http://memstimes.blogbus.com/logs/27440207.html
意法半导体发布新产品3D Orientation Sensor :http://memstimes.blogbus.com/logs/27439631.html
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2008-08-08
带MEMS器件的火炬将在奥运赛场挥舞 - [Mechanical Sensor]
微机电系统(MEMS)芯片已经被内置在了奥运火炬中——不过不是在世界各地传递的火炬,而是观众们在观看比赛时在运动场内挥动的火炬复制品。Memsic(美新半导体)公司华籍创始人赵阳表示,观众们可以在看台上挥动火炬,火炬内置的MEMS元件可以控制LED灯来传递信息。
赵阳曾经是ADI的一名MEMS工程师,他说当他得知ADI打算新建一个晶圆厂,通过在硅芯片上从三个方向来蚀刻的方法来制造MEMS芯片的时候,他感到很失望。赵阳自己发明了一种技术,采用热对流式加速度传感,并创立Memsic公司使其商用化。根据分析人士称,Memsic对MEMS器件的售价将起到很大的冲击,有可能使其降到1美元以下,因为采用该公司工艺的MEMS传感器可以在标准CMOS生产线制造。
挥动的火炬采用该加速计探测火炬挥动的起点和终点。在火炬挥动的过程中,在火炬上的一列LED灯通过MEMS探测到的空间位置有规则的闪烁,从而显示出事先存好的信息。“我们的传感器记录了挥动火炬时最左边和最右边的位置,”赵阳说,“一列LED开始点亮,并通过人眼的暂留现象,可以看到火炬发出的信息。”
挥动火炬显示字符的想法并不是最新的,不过采用MEMS芯片检测移动却是最新的设计。
赵阳表示,“Memsic得到了奥委会的授权出售带有奥林匹克标志的火炬产品,我们在北京奥运现场和全中国5000多个奥运商店都有这个火炬出售。”
--- 以上消息摘自http://www.ep-c.cn,(memstimes@gmail.com)。
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2008-08-04
ACUTRONIC公司推出用于MEMS惯性器件测试的AC217型双轴运动平台 - [Process & Test Tool]
ACUTRONIC USA公司推出AC217型双轴运动平台,为惯性传感器制造商提供成本合理的产品测试方案。该平台的性能专为惯性产品测试而优化设计,可提供产品特性校准及验证所需的机械信号。
“MEMS器件相对传统惯性传感器,成本较低,而精确度也要差一些,因此需要比传统的惯性测试设备精度低一些的测试设备,”ACUTRONIC USA的工程经理Steve Bachorski说:“这样MEMS制造商可获得成本合理的测试设备。”
通过集成的运动控制器,可实现精确的测量和对位置、速度及加速度的闭环控制。控制器支持业界标准的Acutronic Command Language (ACL) 语言与主机电脑通讯。同时也有备选的网页浏览器式局部控制界面。
“ACUTRONIC开发出AC217以满足MEMS工业的独特要求,”公司负责市场及业务拓展的副总裁Larry Zana说:“它专为大规模生产而设计,便于与生产线集成。该产品证明我们专注于为MEMS惯性产品提供成本合理的测试解决方案。”
ACUTRONIC USA成立于1986年,在运动仿真设备及惯性制导系统测试设备的设计、生产和服务方面全球知名,主要服务于汽车、国防、太空及航天市场。
--- 以上消息来源http://www.acutronic.com,由本站翻译整理(memstimes@gmail.com)。
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2008-08-02
台湾Pixart从任天堂获得MEMS订单 - [Mechanical Sensor]
根据业界消息,在已经提供红外传感器的基础上,Pixart Imaging(PXI)将进一步为任天堂的Wii游戏杆提供MEMS陀螺仪和加速度计产品。
据消息来源,PXI近几个季度一直在研发MEMS器件的工程样品,首批产品的性能达标。但未透露订单量以及交货计划。
业界人士分析PXI在MEMS市场的业务拓展表明其母公司台联电(UMC)也在该市场增加影响力,特别是当它的对手台积电(TSMC)发布对MEMS市场的乐观预期的情况下。
--- 以上消息来源Digitimes,由本站翻译整理(memstimes@gmail.com)。 -
2008-07-26
MEMS三大明星产品 2010年售价将折半 - [Industrial & Technology Trend]
据Digitimes网站报道,对多数市场调查机构认定MEMS产业3大明星商品——MEMS麦克风、加速度器及陀螺仪,虽说未来几年复合成长率最高还有20%,最低也还有10%左右,但在售价上2010年恐将面临到较当前售价腰斩的命运。
根据市场调查机构综合统计资料显示,未来几年全球MEMS市场成长力道依然相当可观。过去MEMS最主要的市场在于汽车领域,如今在踏入消费性电子产业,市场成长力道则将呈现爆炸性发展,估计到2011年全球MEMS市场产值可望首度突破100亿美元,有如此成长幅度,MEMS明星产品MEMS麦克风、加速度器与陀螺仪居功厥伟。
不过即便如此,3大明星商品的使用量逐年快速成长,但平均售价恐快速走跌,这并非需求面出现问题,而是MEMS大厂藉由本身制程整合,由原先的纯MEMS制程,转进到当前的与CMOS制程整合成CMOS MEMS制程,有效降低制造成本。
再者也藉由先进的构装技术,使得所有原本属于截然不同的电子与机械芯片,整合在单一芯片,进一步达到降低制造成本目的,更重要的是多数MEMS大厂,陆续将制造晶圆厂由6寸厂转进8寸厂,持续降低MEMS厂商的制造成本。
MEMS业者表示,当前加速度器平均每颗售价大约落在2美元左右价位,但是估计到了2010~2011年左右,这样的产品平均单价可能仅剩下1美元甚至更低价位。
陀螺仪当前平均售价估计落在4美元价位,部分用于手机量较大的陀螺仪报价可能不到3美元,但整体来看到2010年平均售价会跌破2美元。MEMS麦克风是所有厂商认为未来成长空间最大商品,但同样也无法担保平均售价得以止跌,据了解,光是当前1颗MEMS麦克风售价约落在0.3美元上下,但是2010年同样可能估计仅剩下0.15美元悲惨命运。
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2008-07-25
台积电获ADI大单 MEMS出货即将放量 - [Foundry & Fab]
据DigiTimes网站报道,台积电在微机电(MEMS)代工领域出现重大突破,业务开展1年多后,近期终于获得美商亚德诺(ADI)MEMS大订单,初步估算未来每月产能需求约2,000~3,000片,对于台积电而言,由过去专注于IC晶圆代工成功跨足至新代工领域,可望进一步分散经营风险,减少受到整体半导体景气影响程度,且由于当前能够做MEMS的晶圆代工厂屈指可数,加上MEMS代工毛利高于一般IC,有助于提升台积电整体毛利率。台积电对此则表示,不对客户任何事宜做评论。台积电对于MEMS市场拥有高度兴趣,近1年来积极与亚德诺共同开发工艺,终于在近期确定获得亚德诺订单,为台积电在MEMS市场打下良好基础。据业者透露,亚德诺之所以会选择台积电下单,最主要原因系考虑台积电拥有丰富的晶圆代工经验,在整体制造成本上,较亚德诺本身自行制造更为有利,因此,决定下订单由台积电进行代工。
另据业者透露,此次亚德诺给予台积电订单产品主要有2项,一为用于任天堂Wii游戏杆内部所使用G-Sensor,另1项产品则为ADI刚发展出来的MEMS麦克风,初期下给台积电订单数量大约为几百片,不过,第4季度以后投片量将快速拉高到每月约3,000片。台积电规划采用6英寸厂替亚德诺代工。
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2008-07-24
Kionix推出汽车和工业用加速度计 - [Mechanical Sensor]
Kionix Inc.在设计及制造硅微加工的MEMS惯性传感器方面在全球处于领先地位,宣布KXD94系列加速度计扩充入其产品线,为汽车及工业用户提供三轴、外形小巧、中等G量程的运动探测设备。
负责市场和销售的副总裁Eric Eisenhut指出:“KXD94为上述两个市场带来优异的性能和更低价格。KXD94是汽车工业的悬挂控制系统及智能减震系统的完美解决方案。在工业领域,它支持平台稳定、事件探测、振动分析、设备监测、钻孔定向等应用。”
“KXD94及其姊妹产品KXR94是Kionix汽车产品的核心。”汽车产品总监John Bergstorm解释说:“在这些产品中,我们把Kionix的技术应用到要求恒定的信号偏差、性能不受温度影响、以及低噪音的汽车应用。我们利用标准的DFN封装得到这些出众的性能。对于汽车业来说,解决了重量和成本两方面的问题,代表一个重要进步。”
KXD94以其出厂前在输出范围±5g到±13g内可编程、供电电压2.75到5.25伏,集成的4通道选通、内置1KHz低通滤波器、优异的温度稳定性、低噪音、低功耗等性能而脱颖而出。该产品以符合RoHS要求的5x5x1.2mm DFN封装供货。
KXD94是从Kionix近几年一直处于市场领先的消费电子传感器发展而来。公司在消费电子方面的丰富经验是其在汽车和工业领域开辟新的应用提供基础。
Kionix成立于1993年,是位于美国纽约州伊萨卡的一家私有公司。公司是在最初由康奈尔大学研发的高深宽比硅微加工技术方面的先驱,今日在MEMS产品设计、工艺制程和品质控制方面享有全球声誉。消费电子的全球巨头们在游戏、移动终端、个人导航以及硬盘保护产品使用Kionix的产品。Kionix的MEMS产品细分为汽车用、工业用、和医疗健康用。公司提供的MEMS惯性传感器是业界最多元化的系列之一,包括单轴、双轴、及三轴加速度计,陀螺仪、及独特的传感器组合。 -
2008-06-26
博世MEMS传感器20周年-从业界鼻祖的产品管窥最先进技术现状 - [Mechanical Sensor]
据其公司网站内容,博世(Bosch)自1988年以来一直活跃于MEMS产业。为庆祝其进入该领域二十周年,我们认为现在是一个很好的时机来分析一下博世的两个旗舰产品。博世是惯性传感器市场的领导者,并已成功地将其惯性产品从其传统强项的工业和汽车应用市场,进入到了消费电子市场。
本文将简要地分析一下他们两个的旗舰产品,即SMB380三轴数字加速度计和SMG070角速度传感器(陀螺仪)。该SMB380最近获得了Elektronik和E&E的奖项。SMB380采用3.0 mm x 3.0 mm x 0.9 mm QFN封装,主要针对消费电子应用。SMG070与两只SMG220加速度计一起应用于宝马汽车的传感器模块中。
博世惯性传感器设计和制造都是由博世sensortec在德国Reutlingen的机构完成。SMB380和SMG070均采用双芯片解决方案,即MEMS器件与一个专用信号处理ASIC芯片封装在一起。MEMS器件采用三层多晶硅(Poly)的硅微加工技术制造,最小线宽2微米。Poly-1用于电气互连。Poly-2用来作为生长机械结构层厚膜Poly-3的种子层。传感器利用博世专利的深硅刻蚀技术(DRIE)制造。该工艺可以在Poly上加工垂直的深硅图形。SMB380的Poly-3的膜厚约20微米,SMG070的Poly-3相对薄一些。为增长三分之一厚的多晶硅层用于微机械结构的设备。结构形成的使用博世的专利深反应离子蚀刻( drie )的过程( “博世蚀刻” ) 。过程中允许蚀刻深垂直坑道进入聚层。
该微机电系统采用晶圆级气密封帽,利用玻璃密封环把封帽融接到芯片上。密封腔可以填充气体,填充气体的成分可以利用残余气体分析(RGA)方法来分析。结果显示,SNB380填充的是氢和氮的混合物,而在SMG070中只发现了氢。在SMG070中发现氢气有些出乎意料,因为根据文献报道,该传感器是采用真空封装。该陀螺仪传感器是利用探测谐振的MEMS结构在角速度下产生的Coriolis力的原理工作,因为气体阻尼会影响谐振,所以器件要求在真空下工作。相比之下,如近期Analog Devices(ADI)的一项专利中所描述的,加速度通常要利用气体阻尼以改善器件性能。进一步分析,估计SMG070的氢气压力大约3-5torr,鉴于氢气的分子量很小,因此气体粘度也很小,因此可以推断氢气并不会对陀螺结构造成很大的气体阻尼。这个例子也可以很好地说明,在市场上销售和应用的器件结构和性能往往与开发过程中的文献报道是不一致的。







