MEMS產品早在1980年就已經存在了，與使用了CMOS工gong藝yi的de一yi般ban半ban導dao體ti相xiang比bi，因yin為wei晶jing圓yuan製zhi成cheng非fei常chang複fu雜za，包bao裝zhuang也ye很hen耗hao功gong夫fu，使shi得de工gong程cheng標biao準zhun化hua和he低di成cheng本ben變bian得de十shi分fen困kun難nan，所suo以yi隻zhi應ying用yong於yu限xian定ding用yong途tu。但dan是shi，最zui近jin確que定ding了le批pi量liang生sheng產chan小xiao型xing

、高性能的MEMS產品的技術
，除了汽車發動機控製、醫療器械
、噴墨打印機這些常用用途，數碼相機和智能手機這寫 隨身攜帶的電子產品裏也使用了很多的MEMS產品。MEMS產品今後將持續每年10-15%的增長率，並可預測在2017年的時候將從現在的9200億日元增長到17000億日元。（Yole Development公司預測）

所有東西的運動都是X、Y、Z軸平行的運動和圍繞軸的旋轉運動，共表現為6個運動組合。根據平行運動（平移加速度）傳感的加速度傳感器
、旋轉運動（角速度）傳感的陀螺儀產品係列，應用於依賴高精度運動傳感和高可靠性的特征的汽車、輪船的姿態控製、產業用裝置的傾斜測定、醫療用途等等。
 
本文將介紹生產具有高精度、高可靠性的傳感器的獨特技術的3D-MEMS和同時兼具高精度和高可靠性的加速度傳感器以及陀螺儀的特征。
 
3D-MEMS技術

使用了3D-MEMS技術的元件示例說明（圖1）。MEMS元件是由可移動部構成的矽晶片和夾在部上下用於結合
、密封的CAP晶圓構成。可移動部的紡錘和梳型電極框架用彈簧支撐、紡錘和梳型電極的運動通過CAP晶圓間或者梳型電極之間的電容值的變化來進行檢測。村田製作所將凝聚了實現了高精準度檢測的3D-NEMS技術的平台擴大到所有產品中
，使得有可能為具有穩定性和高信賴性的傳感器提供一個合理的價格。下麵介紹3D-MEMS技術的強大特征。

高度絕緣、低寄生電容的獨特VIA結構

 從MEMS結構部分的引出電極最早作為VIA結構進行量產。矽形成的引出電極的間為玻璃絕緣的獨特VIA結構
，同時實現了電極間的高絕緣電阻和低寄生容量、為傳感器的高精度化、高穩定性、低消耗電流的實現做出了巨大的貢獻。此外，在任何場所都可能實現電極導出的VIA的結構，為允許元件的設計自由度和元件的小型化做出了貢獻。

高精度的空間控製技術創造出高感度和小型化

3D-MEMS結構的另一個重點是
，可移動部兩者間形成2.5µm的狹小空間、shigaojingduderongliangceliangchengweikeneng。tongguogaojingdudepaoguangshikejishu，shixianledadaojixiandezenggaodejingyuandepingtanxinghehoushudegaojingdudejingyuanjiehejishu。zhegejishukegaojingdujiancechuyidongbudeshangxiafangxiangyidong
，weiyuanjiandegaoxingnenghuahexiaoxinghuazuochugongxian。

實現高可靠性的原子級密封

可移動部和CAP晶(jing)圓(yuan)通(tong)過(guo)玻(bo)璃(li)和(he)矽(gui)的(de)陽(yang)極(ji)結(jie)合(he)或(huo)者(zhe)矽(gui)和(he)氧(yang)化(hua)矽(gui)的(de)直(zhi)接(jie)結(jie)合(he)在(zai)晶(jing)圓(yuan)級(ji)結(jie)合(he)。無(wu)論(lun)哪(na)種(zhong)接(jie)合(he)，都(dou)是(shi)為(wei)了(le)加(jia)強(qiang)固(gu)定(ding)原(yuan)子(zi)之(zhi)間(jian)的(de)接(jie)合(he)，為(wei)紡(fang)錘(chui)運(yun)動(dong)空(kong)間(jian)的(de)空(kong)氣(qi)密(mi)封(feng)以(yi)及(ji)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)做(zuo)出(chu)了(le)貢(gong)獻(xian)。另(ling)外(wai)，一(yi)般(ban)的(de)晶(jing)圓(yuan)接(jie)合(he)中(zhong)，以(yi)元(yuan)件(jian)為(wei)單(dan)位(wei)的(de)接(jie)合(he)不(bu)良(liang)情(qing)況(kuang)時(shi)有(you)發(fa)生(sheng)，村(cun)田(tian)運(yun)用(yong)多(duo)種(zhong)方(fang)式(shi)對(dui)所(suo)有(you)產(chan)品(pin)進(jin)行(xing)嚴(yan)格(ge)檢(jian)查(zha)，隻(zhi)有(you)合(he)格(ge)的(de)產(chan)品(pin)才(cai)可(ke)出(chu)貨(huo)。

圖1：3D-MEMS技術特征
 

高精度
、高可靠性是MEMS結構設計中一貫徹底堅持的。下麵將列舉加速度傳感器和陀螺儀的設計
，並且介紹其中的一部分。
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加速度傳感器

加速度傳感器的原理是用彈簧支撐的紡錘隨著加速度而運動
，將這種運動和紡錘體之間的容量值的變化以電氣形式檢測出來。村田用了4個紡錘的獨特結構才實現此功能。對於使用了4個紡錘所測量出的X

、Y

、Z3個(ge)軸(zhou)的(de)加(jia)速(su)度(du)情(qing)報(bao)
，可(ke)以(yi)得(de)到(dao)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)自(zi)由(you)度(du)最(zui)大(da)的(de)情(qing)報(bao)。通(tong)過(guo)這(zhe)個(ge)自(zi)由(you)度(du)可(ke)實(shi)現(xian)平(ping)時(shi)的(de)自(zi)我(wo)診(zhen)斷(duan)功(gong)能(neng)。因(yin)此(ci)，高(gao)信(xin)賴(lai)性(xing)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)必(bi)要(yao)的(de)車(che)載(zai)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)。

圖2：加速度傳感器


圖3：加速度傳感器元件的結構

圖4：加速度傳感器的特性圖
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陀螺儀

村田的陀螺儀可以檢測直線運動的物體在直行軸周圍的旋轉運動時所受的力=科裏奧利力。科裏奧利力很小，MEMS結構設計的重點在於怎樣取消外在的幹擾。同時，村田還準備了很精彩的解決方案。

實現了高精度的獨特結構在細彈簧上麵綁上的兩個紡錘進行逆向運動，紡錘4來獲得情報。通過演算這4個信號
，去除所有方向的平行加速度、旋轉加速度

，能獲得純粹的科裏奧利力。

圖5：陀螺儀


圖6：陀螺儀的結構圖


圖7：陀螺儀特性圖

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組合傳感器

tebiezaiqicheshichang，weilegenggaojingdudekongzhi，jiangtuoluoyixinhaohejiasuduchuanganqidexinhaozuheqilaidexuqiuyouhenduo。yiciweibeijing
，zhurufangcehuazhidongxitong（ESC）
，防抱死製動係統（ABS）、輪胎壓力檢測係統（TPMS）此類的安全功能以發達國家為中心新車裝載法製化正在被推進，電動駐車製動器（EPB）、坡道起步輔助係統（HAS）zheyangdexingongnengyeluxuhuoyueqilai。cuntianzhizuosuojiangzhelianggechuanganqizuhezaiyigechuanganqizhong
，weileyingduiweilaidexinxuqiu，womenjiangjixukuodachanpindezhenrong。

圖8：組合陀螺儀傳感器


圖9：組合陀螺儀傳感器結構圖

村田製作所的MEMS傳感器以高精度
、高可靠性為必要用途進行設計和開發，這個想法不僅體現在本文介紹的製作過程和MEMS的設計中，還徹底貫徹於ASIC設計及包裝設計中。其結果是，可以充分應對車、輪船、產業用設備和醫療用途等的嚴格要求。

MEMS今後可能將被適用於更廣泛用途的高科技技術。村田製作所將MEMS作為將來領先技術的一種
，持續向市場提供最高端的MEMS商品，不斷強化開發體製和對客戶的支持。