PCBニュース - セラミック回路基板及びMEMSセンサ

セラミック 新しい世代の大規模集積回路とパワーエレクトロニクスモジュールのための理想的な包装材料である. それは広く私たちの生活で使用され、様々なアプリケーションがあります. 今日はセラミック回路基板MEMSセンサの実用化の一つについて議論する.

MEMSセンサとは何か

MEMSセンサは、マイクロエレクトロメカニカルシステムに基づく典型的なセンサ装置である。それはバッチで製造されて、微細構造、マイクロセンサー、マイクロアクチュエータと信号処理と制御回路を統合することができる装置またはシステムを意味します。その特性の大きさは、通常、0.1〜1／100〜100×1／m・mの範囲である。MEMSは、今日の科学技術の最先端の成果を統合している。MEMSセンサは、測定されたパラメータを感知し、それらを測定に便利な信号に変換するだけでなく、得られた信号を分析し、処理し、同定し、判定することができるので、それらはスマートセンサであるということができる。

MEMSの広い応用

自動車エレクトロニクス分野

エアバッグ圧力，燃料圧力，エンジンオイル圧，吸気管圧力，タイヤ圧を測定するために主にmems圧力センサが使用されている。このセンサーは、材料として単結晶シリコンを使用して、材料の中央に力に敏感な横隔膜を製造するためにMEMS技術を使用する。次に、ダイアフラム上に不純物を拡散させて4つの歪み抵抗を形成し、歪み抵抗をホイートストンブリッジで接続する。高感度を得る回路車両用MEMS圧力センサは、容量、ピエゾ抵抗、差動変圧器、および表面弾性波のようないくつかの一般的な形態を有する。

mems加速度計の原理は，力学のnewton‐her‐randhisの古典則に基づいている。それは通常、サスペンションシステムと検出質量から成ります。加速は微小シリコンマスブロックのオフセットで検出される。それは主に自動車エアバッグシステム、アンチスキッドシステム、およびカーナビゲーションに使用されます。その中で、容量性MEMS加速度計は、高感度及び最小温度影響の特性を有し、MEMSマイクロ加速度計の主流製品である。マイクロジャイロスコープは、主にカーナビゲーションとカーシャシー制御システムのGPS信号補償に使用される角速度センサの一種です。主に振動式とロータ式がある。最も一般的に使用されているのは振動ジャイロであり、単結晶シリコンや多結晶シリコンの振動質量をベースで回転させて角速度を感知する際に発生するコリオリ効果を利用する。例えば、車が旋回しているとき、システムは、ハンドルが適所にあるかどうかを示すために角速度を測定するためにジャイロスコープを使用して、車が車線から出るのを防ぐために、積極的に内側または外側の車輪に適切なブレーキを適用します。通常、それは低加速度でアクティブコントロールを形成する。システム

スマートウェアラブルデバイスへの応用

選手の日常訓練では、MEMSセンサーは3 D人間の動きを測定するために使用することができますすべての動きを記録し、コーチの結果を分析し、繰り返し選手のパフォーマンスを向上させるためにそれらを比較します。MEMS技術のさらなる発展に伴い、MEMSセンサーの価格もまた低下し、それは公共のジムで広く使用され得る。スキーに関しては、圧力センサー、加速度センサー、ジャイロスコープ、および3 DモーショントラッキングのGPSは、ユーザーが非常に正確な観測能力を得ることができます。スノーボードの動きのデータを提供することに加えて、また、ユーザーの位置と距離を記録することができます。同じことはサーフィンにも当てはまる。サーフボードにインストールされている3 Dモーショントラッキングは、波の高さ、速度、サーフィン時間、パドルボードの距離、水温、カロリーなどの情報を記録することができます。

知性の分野で応用

携帯電話のユーザーエクスペリエンスを向上させるために、ますます多くのMEMSセンサーが携帯電話に適用される。ハイエンドの携帯電話は、一般に、加速度センサ、圧力センサ、ジャイロスコープ、シリコンマイクロフォン、指紋センサ、距離センサ、周囲光センサ、および磁気センサのようないくつかのMEMS製品を備えている。つのアプリケーションについては、モバイル写真撮影のアプリケーションを話しましょう。携帯電話の写真撮影は私たちがどこに行こうとも写真を撮るの利便性をもたらしますが、複雑な環境と多様な写真シーンに直面して、人間の手は必然的に、歩いて、実行、横たわり、写真を撮る、または手や手を伸ばすなどの写真を撮るときに振るでしょう。selfie棒を握ることは、どんな種類の揺れであっても、SELFIEを取るために、それは絵のぼやけた歪曲を引き起こします。携帯電話の撮影にmemsを適用する前に，主にボイスコイルモータでレンズ群を移動させることにより，反振れ法（レンズ反振り技術とも呼ぶ）を実現した。大きい制限。携帯電話の写真撮影では、MEMSセンサーの成功したアプリケーションでは、市場で別のハイエンドの反振る技術：多軸の反振るが正常に携帯電話、すなわち、モバイルイメージセンサーを使用して、振動を補償するために移植されている。撮影プロセス中に、撮影プロセスの瞬間ジッタを感知するためにジャイロスコープを通じて、洗練されたアルゴリズムに頼って、モータが作らなければならない動きの範囲を計算し、迅速に1秒の100分の1以内に補償する。MEMSの高速かつ精密な制御の技術的利点により、携帯電話は、デバイスが大きな振幅で動揺している場合でも、明確かつシャープな写真を表示することができます。

自動車エレクトロニクス分野

ストーンセラミック, セラミックとチップの熱膨張係数は近い, そしてセラミックは有機成分を含んでおらず、長寿命です. 高温環境でも, 高圧, 高い振動, 自動車の高い化学腐食, それはまだ機器の通常の動作を保護し、効果的にそれを拡張することができます製品ライフサイクルは、メンテナンスコストを削減し、さらに製品品質を向上させる.

モバイルデバイスとスマートウェアラブルデバイスへの応用

窒化アルミニウム have high thermal conductivity (thermal conductivity 180 W/(mK) ~ 260 W/(mK)), MEMSセンサの高放熱性要件を効果的に満たすことができる. 同時に, 石によって作られた回路板のライン/spacing (L/S) resolution can be 20μm, とカスタマイズをサポート, MEMSセンサデバイスの集積化と小型化をより良く実現できる, 現在のモバイルデバイスとスマートウェアラブルデバイス.