Датчик MEMS (микроэлектромеханические системы) относится к промышленной технологии, которая сочетает в себе технологию микроэлектронных схем с микромеханическими системами. Его внутренняя структура обычно имеет порядок микрометров или даже нанометров. Проще говоря, MEMS заключается в миниатюризации механических компонентов традиционных датчиков, а затем в закреплении устройства на кремниевой пластине с помощью технологии трехмерного укладки, такой как трехмерная технология сквозного кремния TSV, и, наконец, в использовании специальных индивидуальных упаковочных форм в соответствии с разные приложения. Вырезал и собрал.
Преимущество
①Миниатюризация:
Устройства MEMS имеют небольшие размеры, и обычно размер одного датчика MEMS измеряется в миллиметрах или даже микрометрах. Легкий вес и низкое энергопотребление. В то же время миниатюрные механические компоненты обладают преимуществами малой инерции, высокой резонансной частоты и короткого времени отклика. МЭМС имеют более высокое отношение поверхности к объему, что может повысить чувствительность поверхностных датчиков
②Технология обработки на основе кремния:
Совместимость с традиционными процессами производства ИС: кремний имеет прочность, твердость и модуль Юнга, сравнимые с железом, плотность аналогична алюминию, а теплопроводность аналогична молибдену и вольфраму.
③ Массовое производство:
Взяв в качестве примера один датчик MEMS размером 5 мм * 5 мм, можно одновременно вырезать около 1000 чипов MEMS на 8-дюймовой кремниевой пластине с помощью технологии кремниевой микрообработки, а массовое производство может значительно снизить стоимость производства одного MEMS.
④Интеграция:
Вообще говоря, одна МЭМС часто интегрирует микросхему ASIC с механическим датчиком, управляет микросхемой МЭМС и преобразует аналоговый сигнал в цифровой. В то же время различные процессы упаковки могут интегрировать несколько датчиков или приводов с разными функциями, разными направлениями чувствительности или направлениями срабатывания в один или формировать массивы микродатчиков, массивы микроприводов и даже интегрировать устройства с несколькими функциями. образуют сложные микросистемы.
Например, инерциальный датчик MPU6050 объединяет 3-осевой MEMS-гироскоп, 3-осевой MEMS-акселерометр и масштабируемый цифровой процессор движения DMP.
⑤ Многодоменный кроссовер:
MEMS охватывает множество дисциплин, таких как электроника, механика, материалы, производство, информация и автоматическое управление, физика, химия и биология, и объединяет многие передовые достижения современного научно-технического развития.
заявление
① Область медицины: на основе датчика ускорения MEMS компании VTI предлагается неинвазивный метод определения частоты сердечных сокращений плода, а также простой в освоении, интуитивно понятный и точный клинический диагноз и беременная женщина между стетоскопом сердца плода и допплеровским фетальным стетоскопом. разрабатываются мониторы. Медицинские средства самоконтроля. Частота сердечных сокращений плода преобразуется датчиком ускорения в аналоговый сигнал напряжения, а разница усиливается приборным усилителем, используемым для предварительного усиления. Затем выполняется ряд промежуточных операций обработки сигнала, таких как фильтрация, и аналоговый сигнал напряжения преобразуется в цифровой сигнал с помощью аналого-цифрового преобразователя. Устройство оптической изоляции вводится в однокристальный микрокомпьютер для анализа и обработки, и, наконец, результат обработки выводится.
②Область фотографии мобильных телефонов: с прорывом MEMS в области объема и энергопотребления, новейшая технология MEMS Drive определяет мгновенное дрожание во время процесса фотографирования с помощью гироскопа и полагается на точные алгоритмы для расчета диапазона движения двигателя и быстрая компенсация. . Эта последовательность действий должна быть выполнена в течение одной сотой секунды, и полученное изображение не будет размыто дрожанием.
③Система отслеживания движения: в ежедневных тренировках спортсменов датчики MEMS могут использоваться для измерения трехмерных движений человека, записи каждого движения, а тренеры анализируют результаты и формулируют соответствующие планы тренировок для улучшения результатов спортсменов.