MEMS傳感器大展拳腳,在四大領域應用持續增長
發布時間:2012-12-20 責任編輯:abbywang
【導讀】近年來,使用了MEMS技術的半導體產品的需求和用途正在不斷擴大。除了汽車發動機控製、醫療器械、噴墨打印機這些常用用途外,數碼相機和智能手機這類隨身攜帶的電子產品裏也使用了很多的MEMS產品。MEMS產品市場今後將持續每年增長10-15%,並預計在2017年時,將從現在的9200億日元增長到17000億日元。
MEMS是Micro Electro Mechanical Systems的縮寫,和內存、微處理器這樣的半導體產品一樣是對矽晶片進行微細加工而成的產品,隻是MEMS的矽電路板上不僅有電路,還有由機械運動的可動結構體構成的三維結構。使用此結構將壓力、溫度、加速度這些物理量轉換成電氣信號的傳感器,還可實現執行器的功能,提供電氣信號使可動結構體進行機械運動。
MEMS產品早在1980年就已經存在了,與使用了CMOSgongyideyibanbandaotixiangbi,yinweijingyuanzhichengfeichangfuza,baozhuangyehenhaogongfu,shidegongchengbiaozhunhuahedichengbenbiandeshifenkunnan,suoyizhiyingyongyuyouxiandeyongtu。danshi,zuijinquedinglepiliangshengchanxiaoxing、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外,數碼相機和智能手機這類隨身攜帶的電子產品裏也使用了很多的MEMS產品。MEMS產品市場今後將持續每年增長10-15%,並預計在2017年時,將從現在的9200億日元增長到17000億日元。
村田製作所傳感器產品陣容的擴充
株式會社村田製作所於2012年1月收購了芬蘭的MEMS專業製造商VTI Technologies Oy(以下簡稱VTI公司),VTI公司改名為Murata Electronics Oy,並成為了村田的一員。Murata Electronics Oy向各類市場及用途提供了采用獨特的3D-MEMS(三維MEMS)技術的高性能及高可靠性的MEMS傳感器。3D-MEMS元件是由可動部件構成的矽晶片和上下包裹著矽晶片用來結合、密封的CAP晶圓構成的,CAP晶圓是用矽和玻璃形成電極(圖1)。可動部件由彈簧支撐,形成紡錘和梳型的電極,在受到外力時,通過檢測可動部件發生變形時的靜電容量的變化,實現加速度傳感器、陀螺儀傳感器、傾角傳感器的功能。3D-MEMS結構的可動部件是密封的釋放氣體,此外內部是對稱結構,利用相對的2個(ge)電(dian)容(rong)器(qi)來(lai)檢(jian)測(ce)外(wai)部(bu)受(shou)力(li)。通(tong)過(guo)這(zhe)樣(yang)的(de)結(jie)構(gou)實(shi)現(xian)了(le)高(gao)感(gan)度(du)和(he)低(di)噪(zao)聲(sheng),即(ji)使(shi)在(zai)十(shi)分(fen)嚴(yan)峻(jun)的(de)使(shi)用(yong)環(huan)境(jing)下(xia)都(dou)能(neng)穩(wen)定(ding)運(yun)作(zuo),具(ju)備(bei)了(le)良(liang)好(hao)的(de)溫(wen)度(du)特(te)性(xing)和(he)長(chang)期(qi)可(ke)靠(kao)性(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)。
收購了VTI之後,擴充了村田的傳感器產品陣容。由VTI公司研發的卓越的MEMS技術和產品與村田的研究開發力、銷售網絡相結合,推進了麵向今後的市場和應用的傳感器產品的發展。

圖1:3D-MEMS元件的結構
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汽車市場
qicheshichangshizuizhishoukeredeshichangzhiyi,mianxiangchezaixitongdejiasuduchuanganqizhanyoushijieshichangdezuidabili。mianxiangqichedeanquanxingshihefangzhishigudecheshenwendingxitongxitong(ESC)、防抱死係統(ABS)、輪胎壓力監測係統(TPMS)這樣的安全功能配備於新車中,以發達國家為中心這一做法已經被法製化,而電動駐車製動器(EPB)和坡道起步輔助係統(HSA)這些新型功能也不斷誕生。正因為預計到MEMS傳感器作為實現這些應用的關鍵部件,汽車市場對其需求將越來越大,村田製作所也將強化組合陀螺儀傳感器(加速度傳感器&陀螺儀一體化的傳感器、圖2)等產品陣容。

圖2:組合陀螺儀傳感器
工業/醫療設備市場
MEMS傳感器的需求正向工業用的運輸設備、測量設備、建設設備和微創診斷設備以及內嵌型設備等用途延伸。采用了堅固的3D-MEMS結構的我公司的加速度傳感器和傾角傳感器(圖3)被廣泛用於要求具備自我診斷功能、gaoxingnenghegaokekaoxingdeyongtu。jiulianfeijidengyaoqiujigaodejingduhekekaoxingdeyingyongzhongcaiyongdeshiliyeyouhenduo,xiangyongyuqiboqizheleineiqianshishebei,yechuyushijielingxiandeshuiping,yifengfudejingyanhezhishiweijichuweikehutigongzhichi。

圖3:傾角傳感器
消費電子產品市場
麵向消費電子產品的MEMS傳感器現在在MEMS市場中,也是需求急劇擴大的一部分。加速度傳感器、tuoluoyichuanganqizaizhinengshoujishangdedazailvjisuzengjiayiwai,youxijiheyuanchengkongzhishebeizhongdedazailvyezaizengjia。wogongsiyingyongcongqichehegongyechuanganqizhongsuohuodedeMEMS技術和工藝,以降低成本為目的,於去年,成功商品化了業界最小的消費電子產品用3軸陀螺儀傳感器。今後加速度/陀螺儀/地磁傳感器的複合式產品等將根據市場的趨勢,推進複合式傳感器的商品化。
今後,MEMS不僅限於已有的產品及市場,還將成為應用於其他多種用途的高潛力技術。村田製作所將MEMS視為未來的核心技術之一,活用VTI公司的技術,繼續為市場提供最高端的MEMS商品,不斷強化開發體製和客戶支持係統。
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