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什么是3D MEMS(三维微电子机械系统)?

2012-12-10 14:02
络遇
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  微机电 (MEMS) 技术在电子产品中的地位愈来愈重要,不论是在汽车、工业、医疗或军事上需要用到此类精密的元器件,在信息、通讯和消费性电子等大众的市场,也可以看到快速增长的MEMS应用。

  MEMS本质上是一种把微型机械组件(如传感器、制动器等)与电子电路集成在同一颗芯片上的半导体技术。一般芯片只是利用了硅半导体的电气特性,而 MEMS 则利用了芯片的电气和机械两种特性。

  三维微电子机械系统(3D-MEMS),是将硅加工成三维结构,其封装和触点便于安装和装配,用这种技术制作的传感器具有极好的精度、极小的尺寸和极低的功耗。这种传感器仅由一小片硅就能制作出来,并能测量三个互相垂直方向的加速度。例如为承受强烈震动的加速度传感器和高分辨率的高度计提供合适的机械阻尼。这类传感器的功率消耗非常低,这使它们在电池驱动设备中具有不可比拟的优越性。

3D MEMS

  在 MEMS 传感器芯片内,三轴(X、Y、Z)上的运动或倾斜会引起活动硅结构的少量位移,造成活动和固定元器件之间的电容发生变化。在同一封装上的接口芯片把微小的电容变化转变成与运动成比例的校准模拟电压。通常的模拟量采样的方式有两种:静电电容式和压电电阻式。前者在低功耗方面更具优势,消耗电流更低。

  MEMS与CMOS制程技术的整合,已成功带动组件产品在消费电子应用绽放光芒,包括Intel、Samsung、TI、TSMC等半导体领导大厂皆看好CMOS MEMS发展,而相继投入相关技术的研究开发。而CMOS MEMS组件能否进一步降低产品开发成本,3D MEMS封装技术扮演了关键性的角色。

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