日立新型MEMS加速度计：灵敏度提升，功耗减半
2018-01-26 10:39:47   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，日立最新开发的MEMS加速度计的灵敏度比目前汽车和智能手机中采用的商用MEMS加速度计的灵敏度要更高，并且功耗降低50％（图1）。这款MEMS加速度计的噪声密度为30 ng /√Hz，据说与应用于航天航空、地震和资源勘探等高端领域的“大型”加速度传感器具有相同的噪声水平（图2）。

图1 MEMS加速度计和原型开发板

图2 日立新型MEMS加速度计与传统商用MEMS加速度计的噪声密度比较

日立新型MEMS加速度计的功耗为20 mW，是传统MEMS加速度计的一半。 如果将该MEMS加速度计应用于基础设施（如桥梁和建筑物）监测、煤气管道和水管监测，以及用于石油和天然气勘探，也可以降低传感器使用成本。

减少空气阻力

为了提高灵敏度，日立设计了新型传感器的结构。 一般MEMS加速度计通过弹簧所连接可动质量块的移动来检测加速度。 具体而言，通过质量块的运动电极与固定电极之间的静电电容变化来检测加速度。但是，质量块在空气中运动，以及运动电极在移动时撞击到固定电极，都会产生噪声，从而影响传感器的性能。

为此，日立通过在质量块上制作贯通孔来降低空气阻力（图3），并且贯通孔的直径在上层和下层之间是变化的。上层为电极部分，下层为重量较大的运动层。上述方法可将空气阻力降低约50%或更低。

图3 通过贯通孔降低空气阻力（上层贯通孔的直径为30μm，下层贯通孔的直径为60μm）

推荐培训：

2018年3月30日至4月1日，麦姆斯咨询主办的“MEMS制造工艺培训课程”将在无锡举行，培训内容包含：（1）硅基MEMS制造工艺及典型制造工艺流程详解；（2）晶圆级芯片尺寸封装（WLCSP）相关的晶圆级凸点、TSV和临时键合工艺；（3）时下最热门传感器的特殊薄膜材料（AlN、ZnO和PZT压电薄膜）制造工艺及应用，如FBAR滤波器、压电麦克风等；（4）3D传感产业的热点VCSEL激光器重要工艺设备、工艺难点、工艺控制等；（5）非硅基MEMS制造工艺及应用，主要针对塑料基、玻璃基、金属基和纸基微流控器件的制造工艺。

麦姆斯咨询
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