加速度传感器是一种感应物体加速度的改动,并将其转换成电信号的器材。加速度传感器和其它传感器(陀螺仪等)以及相关算法相交融,可用于感测物体运动相关的状况,包含加速度、倾角、振荡和运动模式识别等,广泛运用于消费电子、轿车和工业范畴。
MEMS(微机电体系)加速度传感器是MEMS范畴最早开端研讨的传感器之一。通过多年的开展,MEMS加速度传感器的规划和加工技能现已日趋老练。依据感测机理不同,MEMS加速度传感器能够分为压阻式、热气流式、谐振式和电容式等。
其间热气流式和电容式MEMS加速度传感器由于技能老练、且环境适应性强,是现在运用最为广泛的MEMS加速度传感器。
电容式加速度传感器的原理能够简化为绷簧质量块体系,当质量块受加速度效果运动而改动质量块与固定电极之间的空隙进而使电容值发生改动。因而电容式加速度传感器依赖于一个有着往复运动部件的机械体系。
美新半导体(MEMSIC)规划和制作世界上绝无仅有的热气流式加速度传感器,其选用加热的气体作为“检测质量(proofmass)”,没有固态运动部件。由于没有固态的运动部件,所以避免了传统的机械运动体系固有的一些问题和危险,比如在冲击力或应力效果下的开裂、粘连、卡滞等。
关于热气流式加速度传感器的原理,很多人觉得难以幻想。其实咱们能够对体系做一个简化,幻想成一个密闭空腔内有一个受热的“气泡”。这个热的“气泡”便是所谓的加速度的“检测质量”。
当物体以必定的加速度运动时,“气泡”在惯性效果下必定相关于空腔做反方向运动。此刻,对称散布于空腔内部四周的热电偶就能感测到温度差值的改动,再运用惠斯登电桥就能将这种改动转化为电信号输出。
美新更运用独有的专利办法,运用规范CMOSIC工艺将前沿的传感器技能和混合信号处理电路集成到一个牢靠的、高质量的单一芯片上。
相较于电容式加速度传感器的MEMS的Die和ASIC的Die有必要分隔规划、制作,并在后期做Bonding和封装,美新的热气流式加速度传感器完成了单芯片集成MEMS和AS%&&&&&%,并选用晶圆级封装(WLP)。
美新的MXC4005XC作为在消费类电子市场主推多年的老练产品,芯片尺寸只要1.18mm×1.70mm×0.85mm,是现在世界上体积最小的MEMS加速度传感器。
美新的热气流式加速度传感器具有十分共同的优势,在智能手机、智能穿戴设备、智能家居和很多智能IoT设备上得到了广泛的运用:
1、热气流式加速度计下跌测验通过率100%
传统电容式加速度计由于有继续运动的微质量块,在下跌测验中简略粘连、卡滞。而热气流式传感器内部是气体,没有这样的问题。
2、高频信号关于热气流式加速度计数据无影响
热气流式加速度计内部是气体,是天然的低通滤波器,对马达的高频振荡,相较电容式加速度计而言不灵敏,因而不简略被马达的振荡搅扰到。
3、热气流式加速度计对应力改动的容忍度较大
首要是由于热电偶冷热极散布较长(毫米级),而电容式的极板间隔则是以微米计,因而对线路板弯曲的灵敏度不同。x/y轴的offset在SMT前后改动不大,较%&&&&&%式加速度计小。
4、热气流式加速度计零漂很小
通过美新工厂trim的零漂很小。由于对应力的容忍度较大,也不会因手机工厂SMT工序发生的应力而有过大改动。
热气流式加速度传感器无运动部件、单片集成的规划,总体上结构简略,易于制作,更有用的降低了本钱。根据技能和本钱上的优势,美新的加速度计在全球消费和工业类电子市场上一向占有较大比例,继续多年的年出货量超越1亿颗,并坚持低于20ppm不良率。
责任编辑人:CC