陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響

2022/01/16 19:57 · 傳感器知識資訊 ·  · 陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響已關閉評論
摘要:

陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上,例如現在大力發展的MEMS傳感器。薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器是利用相應材料的

陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響  第1張

陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響

集成傳感器是用標準的生產硅基半導體集成電路的工藝技術制造的。通常還將用于初步處理被測信號的部分電路也集成在同一芯片上,例如現在大力發展的MEMS傳感器。薄膜傳感器則是通過沉積在介質襯底(基板)上的,相應敏感材料的薄膜形成的。使用混合工藝時,同樣可將部分電路制造在此基板上。厚膜傳感器是利用相應材料的漿料,涂覆在陶瓷基片上制成的,基片通常是Al2O3制成的,然后進行熱處理,使厚膜成形。
MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響
S陶瓷傳感器采用標準的陶瓷工藝或其某種變種工藝(溶膠、凝膠等)生產。完成適當的預備性操作之后,已成形的元件在高溫中進行燒結。
厚膜和陶瓷傳感器這二種工藝之間有許多共同特性,在某些方面,可以認為厚膜工藝是陶瓷工藝的一種變型。
選傳感器無非從靈敏度、頻率響應、線性范圍、穩定性和精度這幾個方面去考量,其中穩定性與基板材質有很大關系,前面幾項主要看制造工藝,從穩定性來講的話,那么最適合傳感器的非氧化鋁陶瓷基板莫屬。陶瓷材料的穩定性能相當出色,只要制造的工藝技術能過關,氧化鋁陶瓷基板無疑要比其他PCB好用很多。
陶瓷傳感器芯片:MEMS傳感器用到的陶瓷基板有哪些影響  第2張

陶瓷傳感器芯片:一種陶瓷壓力傳感器封裝結構


Int.CI

權利要求說明書
說明書
幅圖


54
)發明名稱

一種陶瓷壓力傳感器封裝結構


57
)摘要

?
本發明屬于傳感器技術領域,具體為一種
陶瓷壓力傳感器封裝結構,包括上殼體與下殼
體,所述上殼體與下殼體之間設有空腔,所述上
殼體與下殼體的兩端分別設有第一密封塊與第二
密封塊,所述第一密封塊與第二密封塊之間設有
卡桿,所述卡桿兩端分別貫穿第一密封塊與第二
密封塊并套設有卡環,且卡環與卡桿之間螺紋連
接,所述上殼體內相對的側壁上均設有滑槽,兩
個所述滑槽內均設有滑動桿,所述滑動桿的兩端

陶瓷傳感器芯片:陶瓷壓力傳感器

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陶瓷壓力傳感器
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抗腐蝕的陶瓷壓力傳感器沒有液體的傳遞,壓力直接作用在陶瓷膜片的前表面,使膜片產生微小的形變,厚膜電阻印刷在陶瓷膜片的背面,連接成一個惠斯通電橋(閉橋),由于壓敏電阻的壓阻效應,使電橋產生一個與壓力成正比的高度線性、與激勵電壓也成正比的電壓信號,標準的信號根據壓力量程的不同標定為2.0 / 3.0 / 3.3 mV/V等,可以和應變式傳感器相兼容。
中文名
陶瓷壓力傳感器
特 點
溫度穩定性和時間穩定性
補償溫度
0~70℃
組成部分
瓷環、陶瓷膜片和陶瓷蓋板
目錄
1
工作原理
2
基本結構
3
基本特性
4
適用場合
5
性能特點
6
技術參數
7
常用量程
陶瓷壓力傳感器工作原理
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語音
通過激光標定,傳感器具有很高的溫度穩定性和時間穩定性,傳感器自帶溫度補償0~70℃,并可以和絕大多數介質直接接觸。
陶瓷壓力傳感器基本結構
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陶瓷壓力傳感器主要由瓷環、陶瓷膜片和陶瓷蓋板三部分組成。陶瓷膜片作為感力彈性體,采用95%的AL2O3瓷精加工而成,要求平整、均勻、質密,其厚度與有效半徑視設計量程而定。瓷環采用熱壓鑄工藝高溫燒制成型。陶瓷膜片與瓷環之間采用高溫玻璃漿料,通過厚膜印刷、熱燒成技術燒制在一起,形成周邊固支的感力杯狀彈性體,即在陶瓷的周邊固支部分應形成無蠕變的剛性結構。在陶瓷膜片上表面,即瓷杯底部,用厚膜工藝技術做成傳感器的電路。陶瓷蓋板下部的圓形凹槽使蓋板與膜片之間形成一定間隙,通過限位可防止膜片過載時因過度彎曲而破裂,形成對傳感器的抗過載保護。
[1]
陶瓷壓力傳感器基本特性
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語音
陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40~135℃,而且具有測量的高精度、高穩定性。電氣絕緣程度>2kV,輸出信號強,長期穩定性好。高特性,低價格的陶瓷傳感器將是壓力傳感器的發展方向,在歐美國家有全面替代其它類型傳感器的趨勢,在中國也越來越多的用戶使用陶瓷傳感器替代擴散硅壓力傳感器。
陶瓷壓力傳感器適用場合
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語音
過程控制、環境控制、液壓和氣動設備、伺服閥門和傳動、化學制品和化學工業及醫用儀表等眾多領域。熱噴涂耐高溫陶瓷涂層最能體現熱噴涂技術特點,應用效果最突出,是影響最大的一個應用領域。1.熱障涂層(TBCs)燃氣輪機的受熱部件,如葉片、噴嘴和燃燒室處于高溫、氧化和高速氣流沖蝕等惡劣環境中。對于承受溫度高達1 100 ℃的燃氣輪機部件,已超過了鎳基高溫合金使用的極限溫度(1 075 ℃)。有效辦法就是涂覆絕熱性好的高熔點陶瓷涂層,為高溫合金基體穿上“防火鎧甲”,起絕熱屏蔽作用。這稱為熱障涂層。熱障涂層的基本要求是:(1) 耐高溫;(2) 抗高溫氧化;(3) 與金屬基體結合牢固;(4) 熱導率低,絕熱性好;(5) 熱膨脹系數與金屬基體匹配好,耐熱循環次數高。實踐表明,采用MCrAlY合金作粘結底層,噴涂Y2O3部分穩定的ZrO2絕熱陶瓷涂層,涂層堅硬、致密,抗高溫燃氣沖蝕和抗熱震性能優異,即使在1 650 ℃高溫下長期使用,其熱穩定性和化學穩定性都很好。Y2O3ZrO2中加入少量CeO能進一步改善涂層的抗熱震性能。在使用溫度更低一些的情況下,可采用MgO或CaO穩定的ZrO2作熱障陶瓷障礙層。對熱障涂層的粘結底層進行預氧化處理,對熱障陶瓷涂層進行滲鋁處理,對面層陶瓷涂層進行激光重熔改性處理以及發展多層或梯度功能涂層,是熱障涂層領域的一些最新發展。熱障涂層主要用于航空、艦船及陸用燃氣輪機的受熱部件,現正推廣應用于民用內燃機、增壓渦輪、冶金工業用噴氧槍等領域。2 可磨耗密封涂層現代航空發動機采用壓氣機使空氣增壓升溫,高溫壓縮空氣進入燃燒室使燃料充分燃燒是提高發動機的功率和熱效率的主要措施之一。采用熱噴涂技術在壓氣機渦殼內表面噴涂可磨耗密封涂層,與壓氣機葉片尖部的硬質涂層形成一對可磨耗密封磨損副,在運行過程中能形成理想的徑向氣流間隙,獲得最大的壓差,從而顯著提高發動機的功率,降低航空汽油的消耗,提高發動機整機一次試車合格率。這是熱噴涂技術在航空發動機領域重大的應用成果之一。隨著壓縮空氣溫度的逐級升高,可磨耗密封涂層的使用溫度從300 ℃提到1100 ℃,現代可磨耗密封涂層的最高溫度已達1350 ℃。AlSi-聚苯脂、鎳/石墨、Ni/硅藻土、NiCrAl/BN、Y2O3.ZrO2-BN等復合粉末系列材料已獲得成功的應用。其中,尤以高溫可磨耗密封涂層的工作條件最為惡劣,要承受1 000~1 350 ℃的高溫,遭受2~3倍音速的高溫氣流的沖蝕,受到超過300 m/s線速度的葉片尖部刮削而不會發生剝落。因此,除了必須具備耐高溫涂層應有的耐高溫、抗氧化、耐熱震、呈化學惰性、結合牢固的性能外,其最主要的特點就是質軟(通常涂層的表面洛氏硬度在50~80 HR15Y)、多孔(孔隙率約為25%~30%)。熱噴涂可磨耗密封涂層技術可用于壓縮機行業的旋轉壓氣部件的間隙控制等民用工業領域。3 抗高溫粘著磨損涂層退火爐輥、熱處理爐爐輥、連鑄機拉伸輥、支承輥、燒結爐輥等高溫輥子,多在800~1 200 ℃高溫下運行。在這樣的高溫下,鋼鐵軟化并在表面生成氧化鐵鱗,同時爐輥的高溫硬度也顯著降低。當軟態的高溫鋼件特別是鋼帶在爐輥上運動甚至輕微滑動時,就會因高溫粘著而產生結瘤,這種結瘤在剪切力的作用下脫落為磨料,使鋼件(帶)表面產生劃痕、劃傷、犁溝、凹陷等缺陷。這些缺陷在后續的表面光軋輥上往往難以消除,將最終影響熱軋鋼帶的質量。采用高速燃氣火焰噴涂(HVOF)、爆炸噴涂(DGS)或等離子噴涂技術,在高溫爐輥表面噴涂特種陶瓷或金屬陶瓷涂層,具有優異的耐高溫、抗氧化、抗粘著、防結瘤和自清理凈化性能,既可顯著提高爐輥使用壽命,又能生產表面光潔質量優良的鋼材,如優質硅鋼板、優質汽車薄板和熱浸鍍薄板等。熱軋不銹鋼帶退火爐爐輥,噴涂含BN的金屬陶瓷涂層,其耐高溫磨損性能可提高4倍以上。在日本,鋼鐵工業應用熱噴涂技術的主要對象是各種輥子,熱噴涂的輥子占全部熱噴涂部件的85%以上,具有極其顯著的技術經濟效果。如退火爐導輥,過去平均每月停機檢修30 min,噴涂后則可保持3年內不檢修,并極大地提高了帶鋼的品質。日本鋼鐵公司熱噴涂退火爐輥的比率,從1982年時的20%上升到1989年的100%,而帶鋼因結瘤等引起的廢次品率則由80%下降到0。4 抗高溫熔融金屬或熔體侵蝕涂層各種金屬熔煉用爐襯材料,基本上都是陶瓷耐火材料,這是因為它不僅具有熔點高、高溫化學性能穩定等特點,還具有與熔體潤濕角小、甚至不潤濕的特點。利用這些特性,對在熔池內使用的金屬制件如熱浸鍍槽內的沉沒輥、穩定輥,熔池攪拌器、吹管、熱電偶套管、熱壓鑄模具等表面,噴涂耐火陶瓷或金屬陶瓷涂層,就能獲得性能優異的耐高溫熔融金屬或熔體侵蝕涂層。例如,熱浸鍍鋁槽內的沉沒輥和穩定輥,由于鋁液具有極高的化學活性,能與多種金屬發生鋁熱反應形成金屬間化合物,被稱為金屬的“溶劑”。因此,金屬合金爐輥在鍍鋁槽中腐蝕極快,使用壽命僅5~10天。采用熱噴涂特種陶瓷涂層,德國人認為是唯一有效的解決辦法,使用壽命可提高到20~30天。5 抗腐蝕磨損石油、化工、制藥、造紙、印染、冶金、建材、海洋開發、環保等部門使用的許多機械設備,因受到各種化學介質、腐蝕性氣體和海水等的作用而被腐蝕,腐蝕產物成為磨粒,與外來微?;蚍蹓m,或介質生產過程中的結晶晶體一起,都能使相對運動的機械零部件的表面之間既產生腐蝕又產生磨損。磨料使金屬表面產生“犁皺”、“劃傷”而裸露新生表面使腐蝕加速,腐蝕產物又成為磨粒加速磨損。由于腐蝕和磨損同時起破壞作用,相互促進,更加快了這類機械零部件的過早失效,甚至釀成重大事故。在腐蝕磨損工況條件下,不銹鋼或鈦合金的耐蝕性雖好,但不耐磨。工業上廣泛采用鍍硬鉻,但鍍硬鉻存在三大缺點:(1) 工藝流程長,工序多,占地面積大,沉積速率低,難于沉積厚涂層。材料保護(2) 在260 ℃以上,鍍鉻層會發生軟化,耐磨性顯著下降。局部無油臨界潤滑或磨粒劃傷都會使鍍層出現局部過熱而軟化,拉成溝槽;(3) 環境污染。鍍鉻中產生的幾種危害環境的有毒廢棄物(如六價鉻等)加劇水、土壤和空氣的污染。鉻的化合物大都含有較強的致癌物質,其毒性比業已在大部分工業上禁止使用的亞甲氯化物還高4個數量級。顯然,盡可能取代電鍍硬鉻技術已成為迫在眉睫的任務。熱噴涂陶瓷涂層和金屬陶瓷涂層不僅具有高的硬度,優異的耐蝕性,而且摩擦系數小,能耗低,對密封填料的磨損小,涂層硬度和耐磨性不會因為局部過熱而降低。因此,它在抗腐蝕磨損領域正在成為電鍍硬鉻技術的最強有力的競爭者和取代者。例如,化工廠用高壓往復計量泵柱塞,采用等離子噴涂Al2O3.TiO2復合氧化物陶瓷涂層,其使用壽命比原用鍍鉻柱塞提高6倍,密封填料的壽命也提高3倍。大型水庫、水電站及海洋開發用液壓啟閉機液壓缸的大型活塞桿,采用等離子噴涂陶瓷涂層代替鍍硬鉻,可以達到高質量、長壽命、免維修,在德國已成為這一領域的先進制造技術,已制造出長16 m、重10 t以上的超大型陶瓷涂覆活塞桿及相應的液壓啟閉機。大型推土機用液壓活塞桿、軋鋼機用液壓活塞桿、建筑瓷磚壓坯用液壓機活塞桿、水輪機葉輪軸和磨環、電樞軸頭、磨床軸、燃油泵軸、抗咬死軸套、活塞環、凸輪隨動件等,在低應力滑動磨損和腐蝕工況下,幾乎所有原用鍍鉻的制品都可以用熱噴涂陶瓷或金屬陶瓷涂層代替。6 耐纖維磨損涂層6.1 耐紡織纖維磨損陶瓷涂層現代紡織機械特別是化纖機械,向高速、輕質、節能方向發展。紡絲過程中,各種導絲、紡絲部件,為了減輕重量,提高轉速和降低能耗,多采用鋁合金制造,其表面遭受很細的高速化纖絲(達700~1 000 m/s)的磨損而形成溝槽,更換不僅造成停機損失,而且影響紡絲的質量和等級。在化纖紡機的導絲部件表面,采用等離子噴涂Al2O3基復合陶瓷涂層,經處理獲得“桔皮狀”外觀形貌,達到Ra約為1.5 μm的表面粗糙度。這種陶瓷涂層的突出特點是:(1) 具有優異的耐高速纖維磨損的性能,使用壽命比鍍鉻件提高5倍;(2) 具有適度的摩擦力,能對纖維施以適度的“捻力”,使纖維達到必要的強度和韌度;(3) 具有適度的表面粗糙度,能使纖維獲得必要的“絨度”,達到染色性能好,有一定的吸濕性等。由于陶瓷涂層的這些特點,使化纖機械關鍵基礎零部件的壽命比原用鍍鉻件提高了5倍,生產達到了一個新的水平。捷克國應用這一技術,使其化纖機械的出口更具競爭性。6.2耐金屬拉絲磨損涂層金屬拉絲工業如鋼絲、鋼絲繩和電線電纜生產等都使用大量的導絲輪和輥。金屬絲在其表面高速滑動并發生冷作硬化,對導輪接觸面產生很強的摩擦磨損,以致產生“犁溝”、凹坑等缺陷,造成壽命低,更換維修頻繁并影響拉絲質量等弊端。采用超音速火焰噴涂或爆炸噴涂技術,在金屬拉絲導輪表面噴涂含Wc的硬質合金涂層,具有很高的硬度和耐磨特性,壽命提高5~10倍,獲得了很大的成功。6.3 親水與介電涂層現代造紙和印刷機械,盡管運行速度很高,但因負荷輕,故均處于低應力狀態,特別適用于熱噴涂涂層。等離子噴涂陶瓷涂層技術,在國外的造紙和印刷機輥子上已成功應用多年,應用面正日益擴大,這是因為陶瓷涂層具有許多特點:高耐磨蝕性;高選擇性潤濕性、親水性;高電絕緣與介電性;高防粘性;高可刻蝕性及圖紋清晰性;保持適度粗糙度的紙張咬入性等。例如彩色膠印機水輥噴涂陶瓷涂層,不僅耐磨、耐油墨腐蝕,且經刻蝕后留下的陶瓷涂層部分,由于親水性好,能在其表面形成一層薄薄的水膜,防止油墨混入,無陶瓷涂層的刻蝕輥面則為油墨覆蓋,因而能獲得圖像清晰的彩色印刷品,不串色。又如塑料薄膜電刻蝕用電暈處理機輥子,需要在1~2×104 V下運行。輥子表面噴涂高介電陶瓷涂層,滿足了這一需要。等離子噴涂陶瓷涂層的表面粗糙度,噴涂約為2~5 μm,磨削后可達Ra 0.13~0.20μm,精研后可達0.03~0.10 μm,可滿足不同等級紙張生產的需要。從以上幾個應用領域足見,熱噴涂高性能陶瓷涂層具有廣闊的市場和巨大的經濟效益。在高新技術領域的應用及潛力展望熱噴涂高性能陶瓷涂層技術,正在高科技領域展露頭角,它將帶動和促進一系列高科技技術的發展和興起。高溫超導體制件具有高臨界電阻溫度的復合氧化物超導陶瓷材料的發現,是80年代材料領域的重大突破。釔鋇銅氧超導陶瓷材料的零電阻溫度tc>90 K(高于液氮溫度),磁轉變溫度tB>96 K。等離子噴涂超導陶瓷涂層獨特的優點為:沉積速率高,容易制備厚涂層和大面積涂層,能夠噴涂具有復雜形狀的超導制件,可直接在大氣中噴涂,不需保護氣體,是實現超導材料實用化的很有希望的工藝。等離子噴涂釔鋇銅氧(YBaCuO)、鉍鍶鈣銅氧(BiSrCaCuO)超導陶瓷涂層都已有應用成功的報道。在磁屏蔽、微波元件、各類傳感器、量子電子器件等方面,展示出很好的應用前景。采用等離子噴涂技術制造濺射用靶材,如用于物理氣相沉積(PVD)的釔鋇銅氧(YBa2Cu3Ox)靶,能夠制造出高性能的超導薄膜,其臨界電流密度高達105~106 A/cm2。6.4 在微電子工業中金屬-陶瓷復合材料是微電子工業基板材料的一種理想材料。在金屬板(如科伐合金、銅、鋁、鋼)上熱噴涂絕緣陶瓷涂層,具有高熱導率的金屬能將強電流所產生的熱發散開,而陶瓷涂層則提供很好的介電絕緣性能。以銅板上噴涂Al2O3陶瓷涂層為例,其總熱導率比在相同厚度銅板上燒結氧化鋁層的總熱導率高5倍,這十分有利于集成電路板的散熱和提高功率。美國已能噴涂25 mm×25 mm介電陶瓷涂層復合電路板,并達到5×104件的批量生產規模。6.5 生物醫學功能陶瓷涂層人們生活水平的提高和人類平均壽命延長對人工骨骼的需要日增。以前采用不銹鋼或鈦合金等金屬骨架,鑲植入人體內以替換損壞的骨骼,但存在耐體液腐蝕性不足,與肌肉細胞組織不親合而產生積水等問題?,F代研究表明,構成生物體硬組織的晶體是磷灰石類無機陶瓷材料。在金屬基體上等離子噴涂生物醫學功能陶瓷涂層,具有以下特點:(1) 對生物體無毒,適于體內安全使用;(2) 對生物體和細胞有良好的適應性和親和性,不會產生副作用;(3) 耐人體體液腐蝕;(4) 耐長期使用過程中的磨損;(5) 具有人體運動所必須的強度、韌性等力學性能;(6) 噴涂層的多孔性和粗糙表面有利于生物體組織向人工骨骼表面的生長和親和。因此,熱噴涂金屬基生物陶瓷涂層的人工骨骼,是比較理想的人工骨骼材料,已在人體股骨、髖關節、肘關節、骨盆、人造牙齒等方面臨床應用試驗成功,美國人稱為“醫學生物功能材料的一場革命?!睙釃娡扛咝阅芴沾赏繉蛹夹g,在國外是一項已獲得相當廣泛應用及效益突出的高新技術,在我國還剛剛起步。誠然,沒有“點石成金”,“泥土變金”的魔方,但采用熱噴涂陶瓷涂層技術,以很少的物耗獲得高的附加值,開拓巨大的潛在市場,無疑可達到事半功倍的效果。
陶瓷壓力傳感器性能特點
編輯
語音
堅固的陶瓷敏感膜片零點、滿量程激光標定卓越的抗腐蝕、抗磨損性能抗沖擊、抗震動高精度、高穩定性寬的工作溫度范圍體積小巧,易封裝最具競爭力的價格
陶瓷壓力傳感器技術參數
編輯
語音
供電電壓:5~30VDC橋臂電阻:11k±20%量程范圍:100kPa~60Mpa響應時間:<1mS綜合誤差(包括:線性、遲滯、重復性):0.2~0.4FS%零點輸出:0±0.2mV/V滿量程輸出:2.0~4.8mV/V溫度特性(溫補范圍:0~70℃):±0.015 %FS/℃穩定性:<0.2%FSO/年工作溫度:-40~135℃抗絕緣性:>2kV
陶瓷壓力傳感器常用量程
編輯
語音
0…100kPa0…200kPa0…500kPa0…1Mpa0…2Mpa0…5Mpa0…10Mpa0…25Mpa0…40Mpa0…60Mpa0…200kPa
詞條圖冊
更多圖冊
參考資料
1.

陶瓷壓力傳感器的簡單介紹
.傳感器之家.2012-7-12[引用日期2013-05-04]

陶瓷傳感器芯片:陶瓷電路板與MEMS傳感器的不解之緣

MEMS壓力傳感器主要應用在測量氣囊壓力、燃油壓力、發動機機油壓力、進氣管道壓力及輪胎壓力。這種傳感器用單晶硅作材料,以采用MEMS技術在材料中間制作成力敏膜片,然后在膜片上擴散雜質形成四只應變電阻,再以惠斯頓電橋方式將應變電阻連接成電路,來獲得高靈敏度。車用MEMS壓力傳感器有電容式、壓阻式、差動變壓器式、聲表面波式等幾種常見的形式。而MEMS加速度計的原理是基于牛頓的經典力學定律,通常由懸掛系統和檢測質量組成,通過微硅質量塊的偏移實現對加速度的檢測,主要用于汽車安全氣囊系統、防滑系統、汽車導航系統和防盜系統等,其中,電容式MEMS加速度計具有靈敏度高、受溫度影響極小等特點,是MEMS微加速度計中的主流產品。微陀螺儀是一種角速率傳感器,主要用于汽車導航的GPS信號補償和汽車底盤控制系統,主要有振動式、轉子式等幾種。應用最多的屬于振動陀螺儀,它利用單晶硅或多晶硅的振動質量塊在被基座帶動旋轉時產生的哥氏效應來感測角速度。例如汽車在轉彎時,系統通過陀螺儀測量角速度來指示方向盤的轉動是否到位,主動在內側或者外側車輪上加上適當的制動以防止汽車脫離車道,通常,它與低加速度計一起構成主動控制系統。
應用于智能穿戴設備
在運動員的日常訓練中,MEMS傳感器可以用來進行3D人體運動測量,對每一個動作進行記錄,教練們對結果分析,反復比較,以便提高運動員的成績。隨著MEMS技術的進一步發展,MEMS傳感器的價格也會隨著降低,這在大眾健身房中也可以廣泛應用。在滑雪方面,3D運動追蹤中的壓力傳感器、加速度傳感器、陀螺儀以及GPS可以讓使用者獲得極精確的觀察能力,除了可提供滑雪板的移動數據外,還可以記錄使用者的位置和距離。在沖浪方面也是如此,安裝在沖浪板上的3D運動追蹤,可以記錄海浪高度、速度、沖浪時間、漿板距離、水溫以及消耗的熱量等信息。
應用在智能領域
現在,越來越多的MEMS傳感器被應用到手機中來提高手機的用戶體驗。高端手機普遍已經裝配有加速度傳感器、壓力傳感器、陀螺儀、硅麥克風、指紋傳感器、距離傳感器,環境光傳感器、磁傳感器等數種MEMS產品。我們來淺談其中一種應用——于手機攝影中的應用。手機攝影帶給我們走到哪兒拍到哪兒的便捷,但是面對復雜的環境、多樣的拍照場景,人手拍照有無法避免的抖動,像是走著跑著躺著拍照,或者把手伸長、手握自拍桿自拍,無論哪種抖動,都會造成畫面的模糊失真,在MEMS應用在手機攝影之前,手機攝像頭主要由音圈馬達移動鏡頭組的方式實現防抖(簡稱鏡頭防抖技術),受到很大的局限。而隨著MEMS傳感器在手機攝影上的成功應用,將另一個在市場上較高端的防抖技術:多軸防抖成功的移植到了手機上,即利用移動圖像傳感器補償抖動,在拍攝過程中,透過陀螺儀感知拍照過程中的瞬間抖動,依靠精密算法,計算出馬達應做的移動幅度并在百分之一秒內做出快速補償。憑借MEMS快速、精準控制的技術優勢,哪怕設備在較大幅度抖動的時候手機仍然可以呈現出清晰銳麗的圖片。
斯利通陶瓷電路板,全方面保駕護航。
眾所周知,傳感器越是,微型化、集成化就越對散熱性能有嚴苛的要求,MEMS不僅對散熱性能要求很高,同時在工作環境也會影響它們的性能。也正是因為這樣,陶瓷電路板與MEMS就這么結下了不解之緣。
應用于汽車電子
斯利通陶瓷電路板,陶瓷與芯片的熱膨脹系數接近,且陶瓷不含有機成分使用壽命長,即使在汽車高溫,高壓,高震動,高化學腐蝕的環境下仍然可以保護設備正常運作,有效的延長產品的使用周期,減少維護費用,進一步提升產品質量。
應用于移動設備以及智能穿戴設備
斯利通氮化鋁(AlN)陶瓷電路板具有高導熱系數(導熱率180 W/(m-K)~ 260
W/(m-K)),可以有效滿足MEMS傳感器高散熱的需求,與此同時斯利通旗下生產的陶瓷電路板線/間距(L/S)分辨率可以做到20μm,且支持定制,可以更好的實現MEMS傳感器設備的集成化、微型化,從而滿足當下移動設備以及智能穿戴設備的輕、薄化的硬性需求。
MEMS傳感器市場火熱
近年來,受益于汽車電子、消費電子、醫療電子、光通信、工業控制、儀表儀器等市場的高速成長,智能終端、智能汽車、生物醫療等在內的眾多新興領域終端應用市場的擴張,傳統傳感器已無法持續地滿足終端應用領域日漸變化的需求。作為采用微電子和微機械加工技術制造出來的新型傳感器,與傳統的傳感器相比,MEMS傳感器憑借它體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的優點,應用越來越廣泛,需求量與日俱增,MEMS行業發展勢頭越發迅猛。2018年,全球MEMS市場規模約為2570萬美元,預計到2026年全球MEMS市場規模將超過6060萬美元,2019-2026年年均復合增長率在10.4%。就MEMS的出貨量而言,預計到2023年全球MEMS的平均復合增長率在20%以上,增速超過半導體市場。
未來,助推全球MEMS持續增長的動力主要因素有三點:一是全球主要市場對于汽車安全及智能化的需求逐年增加,推動MEMS市場的持續增長;二是受工業4.0和智慧家庭的影響,工業和家具類的自動化產品對于MEMS的需求巨大;三是可穿戴設備、無人機/機器人的日益普及和在各領域的滲透率進一步提高。
2018-2026年全球MEMS傳感器市場規模及預測(單位:萬美元)
MEMS被認為是21世紀最有前途的技術之一,通過將硅基微電子技術與微機械技術相結合,MEMS有可能徹底改變工業產品和消費品。它的技術和基于微系統的設備有可能極大地影響我們所有人的生活方式。斯利通作為一家專業從事陶瓷電路板研發、生產、銷售為一體的高新技術企業,衷心的希望在陶瓷PCB的幫助下,MEMS傳感器可以更好的改變我們的生活。

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