caozhiliangのblog

图一是压力传感器在汽车上的应用。不同的传感器其压力范围、输出方式等有所不同。但是，MEMS压力传感器大体上有两种类型：电容型和压电电阻型。前者的工作原理是，当压力作用在电容板上，两板间距会变化，从而电容也会不同，因此可以通过测量电容来测量压力。后者利用压力作用在压电体上引起电阻变化。MEMS压力传感器中最为复杂的是轮胎气压传感器（TPMS），因为它必须通过RF射频跟主控系统联系，还有因为它通过独立电池供电所以必须省电，以及封装必须考虑到高速转动问题等。下面就以轮胎气压传感器为例对封装详加讨论。  &nbs...

阅读全文>>

加州圣何塞——根据市场研究和战略顾问公司Yole Development，2008年前三十名MEMS厂商的排名有很大改变。  尽管在2008年MEMS销售下降，惠普(HP)和德州仪器(TI)仍旧是世界第一和第二大的供应商。  意法半导体(STMicroelectronics)排名往前挪，在2008年成为世界第三大的MEMS玩家。  德尔福(Delphi)和三洋(Sanyo)退出前三十名，凯奥尼克斯(Kionix)和创新微技术(IMT)进入前三十名。创新微技术引领MEMS代加工业务。  “前三十名MEMS制造商的全部销售额达55亿美元，比上一年下降2%”，Yole首席执行官让-克里斯多夫·埃洛伊说...

阅读全文>>

大凡去颐和园游玩的人都会拍几张照片留念，第一次去的还会写点游记或感想，还会喜滋滋地贴出来与大家分享；如果是去谈恋爱，肯定会对那里的个别石凳、木椅或草地刻骨铭心，当然那只会写在日记里、留在记忆里；也有人写昆明湖、写昆明湖的水，但是极少有人写得透彻、写得真切，因为他们没有跟那一湖真水肌肤相亲过，最多划划船、洗洗脚。  我在昆明湖里游了三年的泳，对那湖水再熟悉不过了。回想起来那已经是十年前的事了。那段时间是我对自己管得最好、做事最有规律的几年，也是我最为怀念的日子。  我一般经过六郎庄，进入颐和园...

阅读全文>>

  MEMS惯性传感器的测试跟一般的IC测试之不同在于它需要外界的刺激，因此除了自动化测试设备（ATE）、ATE界面板（DIB）和器件巢板（DUT board）等常见的配置外，还需要一个极其重要的设备——产生和传递刺激（stimulus）的设备。这个设备是用户化了的，不同的传感器特别是不同类型的传感器所使用的不同、甚至完全不同。因此这样的设备往往不是工业标准化的，客户在设计新的惯性传感器的同时必须跟设备制造商一起开发相应的设备。这个开发的成本是非常昂贵的，以百万美元计。哪怕是改一下传感器封装外形，测试面或腔必须重新设计，...

阅读全文>>

《一种全新的MEMS开关——高性能、快速、低能耗以及双稳态》一文详细介绍了一种由电磁启动、永磁维持的MEMS开关。现在介绍如何在硅、玻璃或者软磁等衬底上成功地制造这种器件。  其实这种MEMS开关可以制造在任何平整的非永磁或抗磁材料上。使用软磁材料作衬底的好处是当永磁场穿过它时变得更平行更均匀。这对于制造开关矩阵有很大帮助，因为它需要磁场在较大面积上有很好的平行性和均匀性。计算模拟也表明，当衬底是非磁性材料比如硅时，在永磁场不能维持住开关时，如果换作软磁材料，开关就能被锁住。  第一步、在衬底上铺...

阅读全文>>

应一位网友的要求，现在介绍惯性传感器在消费电子的应用。  MEMS惯性传感器（加速度计和陀螺仪）的市场可望从2004年的8.35亿美元增长到2009年的13.6亿美元，年均增长10%。惯性传感器现在主要的应用在汽车工业，而这个市场已经建立，年增长从加速度计的1%到陀螺仪的8%，后者用于电子稳定控制和导航。（图一）  MEMS惯性传感器市场机会在移动应用和消费电子，近几年的年增长率超过30%，特别是在移动电话，多轴加速度计在菜单导航、游戏、图片旋转、计步器、GPS导航等的应用。陀螺仪因能用于摄像机的图像稳定和硬盘保护而占据巨大的...

阅读全文>>

  MEMS加工技术有两种——体微机械加工方法和表面微机械加工方法。Invensense公司在制造它的陀螺仪和实现晶圆片规模的封装时选择的是体MEMS技术，因为体技术能加工出比表面技术质量更大的活动部件。因为惯性更大，所以它的活动距离也更大。下面具体介绍Invensense公司的纳西里加工过程（Nasiri Fabrication）。  图一（a）到（d）是加工MEMS顶盖晶圆片的具体过程。（a）、在顶盖晶圆片的背面做出对准标记的模子，然后用等离子体反应腐蚀法（RIE）刻出槽痕。（b）、在远离对准标记的那一面，在清理干净后，在高温常压下湿氧化一层...

阅读全文>>

许多MEMS公司和新公司都想进入陀螺仪（gyroscope）这个快速发展的市场。但是设计和制造高性能、可靠和低成本MEMS陀螺仪过程中的多变性和复杂性是他们成功的最大障碍。MEMS陀螺仪在设计和制造中遇到的挑战远多于其他量产的MEMS产品比如加速度计或者压力计。MEMS陀螺仪工作在两块振荡的物体上，这相当于在一个芯片上制造两个MEMS器件，一个是能够自我调频的共振器——它产生传感科里奥里力，另一个是微g量级的加速度计——它传感这个正比于转速的科里奥里力。由于科里奥里力比一般加速度计的力小好几个量级，MEMS陀螺仪对任何可能的工艺变化...

阅读全文>>

汽车安全气囊系统变得越来越复杂、需要探测碰撞的传感器越来越多，汽车制造商面临着既要降低成本、又要提高乘客安全的压力。飞思卡尔半导体应对这一市场需求，推出了新一代安全总线接口器件，它们具有稳健、高速的通信能力。这些接口器件为用于新车的日益增长的碰撞传感器而设计。  新推出的接口器件是MC33784和MC33781。（图一）MC33784既可以跟有DSI通信协议的分散传感器相连，也可以跟其他有模拟或者数字信号输出的传感器相连。MC33784跟MC33781相连的那侧是DSI的框架、信号以及从传感器返回来的信号。MC33781跟MCU相连的那侧是SP...

阅读全文>>

MEMS传感器的微机械部分由于其材料特性和结构特征，一般对外界刺激存在不可忽视的非线性响应，同时对温度的依赖性也很明显。但是客户要求最后的输出必须是线性的，必须不受温度影响的。这就需要对MEMS传感器的特性进行定量测试，然后在信号处理过程中加入修正计算电路，去除非线性项和温度项，使最后输出符合客户要求。下面以MEMS压力传感器为例，具体介绍这个修正方法。  MEMS传感器受外界刺激比如压力等后产生的信号（比如电容变化）经过转换变成电压信号，再由模拟转化成数字，最后经过线性化和去温度效应后输出。（图一）  ...

阅读全文>>

随着尺度的缩小，表面积对体积比的增大，大多数由微加工技术制造出来的MEMS器件或多或少存在粘连（stiction）问题。粘连是加速度计、陀螺仪或者开关等有活动部件的MEMS器件失效的主要原因。（图一）  图一、处于放松状态的加速度计示意图。左图加速度计正常，右图活动悬臂粘连到下方固定结构。   下面是一个典型的MEMS粘连现象。（图二）当加在电容上的直流电压越来越大时，由于静电吸引越来越大，活动的电容板越来越靠近另一块板，电容就逐渐上升，最后当两块板相互顶住、没法继续靠近时，电容最大并不再随电压增大而上...

阅读全文>>

  现在市场上的MEMS陀螺仪主要有SYSTRON、BOSCH和INVENSENSE设计和生产。前两者设计的陀螺仪属高端产品，主要用于汽车。后者的属低端产品，主要用于消费类电子，象任天堂的Wii。ADI2003年宣布设计和制造出了Z轴陀螺仪ADXRS300，但是没有正式成为产品。下面主要介绍和比较三家公司的陀螺仪的设计、加工和性能。     一、Systron Donner “MICROGYRO”  MEMS传感器：双石英调音叉 信号处理：混合信号架构，数字和模拟输出；开放回路；两个用于加速度传感器的A/D通道 封装：MEMS封装在陶瓷腔体中并跟ASIC一起封装在塑料...

阅读全文>>

  BOSCH是世界最大的汽车配件供应商，它跟世界上每一家汽车公司都有直接或间接的联系。BOSCH在1886年由罗伯特·博世创立，总部设在德国的哥林根。它在全世界有275个分公司，雇员27万1千人，遍布50多个国家。BOSCH在2006年的销售额为437亿欧元（约520亿美元），比2005年增长5.4%。       BOSCH在汽车上的技术大约为其年销售额贡献了50%。它发明了第一个实用的Magneto电磁点火系统和发明了反锁刹车系统（ABS）。BOSCH在牵引控制系统、电子稳定系统以及其它一些汽车电子上处于领导地位。下图是2006年电子稳定...

阅读全文>>

  这种开关最早由申军教授和研究生阮梅春发明，研究生埃里克·朗格卢瓦在简化结构和缩小尺寸上作了探索，黄志林用相同原理做出了MEMS光学镜子开关，曹志良改变设计、材料和工艺后制作出了能同步开关的矩阵。这种MEMS开关的悬臂镀有软磁材料，在外磁场中趋向磁场方向排列从而稳定住开或关的状态，衬底上的平面线圈在需要开关切换时瞬间通电，产生的电磁场将改变悬臂的磁化方向，从而使悬臂在外磁场作用下旋转，改变开关状态。  一、软磁悬臂在外磁场中的双稳态   用软磁材料制造的悬臂在外磁场中总是趋向于跟外磁场平行。图...

阅读全文>>

  MEMS传感器的生产公司一般不把产品直接卖给汽车公司。另有专门做系统应用的公司把MEMS传感器和其它一些功能器件跟微控制处理器集成在一起做成模块。主要的MEMS传感器模块供应商有TRW、Bosch、CAS、Denso、Autoliv、Delphi等。本文介绍TRW。   TRW是几大汽车配件供货商之一，2007年营收达到147亿美元。TRW的总部设在美国密歇根州的利沃尼亚，并通过其众多分部在27个国家运行，全世界雇员大约6万6千。TRW的汽车产品包含集成的汽车控制和驱动辅助系统、刹车系统、操舵系统、悬挂系统、乘员安全系统（座位安全带和气囊...

阅读全文>>