接近传感器的接线分为

作者:admin人气:0更新:2025-11-29 06:43:33

  传感器发展到今天,小型化、智能化、集成化,已经是升级换代的必由之路。MEMS传感器作为国际竞争战略的重要标志性产业,以其技术含量高、市场前景广阔等特点备受世界各国的关注。今天,我们就为大家介绍一下这款传感器家族的mini型产品。

  什么是MEMS传感器

  MEMS的全称是微型电子机械系统(Micro-ElectroMechanical System),微机电系统是指可批量制作的,将微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路、直至接口、通信和电源等集成于一块或多块芯片上的微型器件或系统。而MEMS传感器就是采用微电子和微机械加工技术制造出来的新型传感器。

  MEMS是用传统的半导体工艺和材料,以半导体制造技术为基础发展起来的一种先进的制造技术,学科交叉现象极其明显,主要涉及微加工技术,机械学/固体声波理论,热流理论,电子学、材料、物理学、化学、生物学、医学等等。经过四十多年的发展,已成为世界瞩目的重大科技领域之一。

  加工工艺

  MEMS技术基于已经相当成熟的微电子技术、集成电路技术及其加工工艺。它与传统的IC工艺有许多相似之处,如光刻、薄膜沉积、掺杂、刻蚀、化学机械抛光工艺等,但是有些复杂的微结构难以用IC工艺实现,必须采用微加工技术制造。

  微加工技术包括硅的体微加工技术、表面微加工技术和特殊微加工技术。体加工技术是指沿着硅衬底的厚度方向对硅衬底进行刻蚀的工艺,包括湿法刻蚀和干法刻蚀,是实现三维结构的重要方法。表面微加工是采用薄膜沉积、光刻以及刻蚀工艺,通过在牺牲层薄膜上沉积结构层薄膜,然后去除牺牲层释放结构层实现可动结构。

  除了上述两种微加工技术以外,MEMS制造还广泛地使用多种特殊加工方法,其中常见的方法包括键合、LIGA、电镀、软光刻、微模铸、微立体光刻与微电火花加工等,这里不一一赘述。

  使用的材料

  MEMS的原材料是硅(Si),从二氧化硅中大量提取出来。而二氧化硅是什么?说的通俗一点,就是沙子。沙子在经历了一系列复杂的加工过程之后,就变成了单晶硅。

  采用以硅为主的材料,电气性能优良,硅材料的强度、硬度和杨氏模量与铁相当,密度与铝类似,热传导率接近钼和钨。若单个MEMS传感器芯片面积为5 mm x 5 mm,则一个直径20厘米硅片可切割出约1000个MEMS传感器芯片,分摊到每个芯片的成本则可大幅度降低。

  市场规模

  从2014年的数据来看,全球MEMS传感器市场规模为130亿美元,分析机构预计2015-2020年全球MEMS传感器市场将以13%年复合成长率增长,2020年将达到300亿美元。

  2014年中国MEMS传感器市场规模约246亿元人民,2015年中国MEMS传感器市场规模为308亿元人民币,预计未来5年中国MEMS传感器年复合增长率在20%左右,到2020年市场规模将近650亿元。

  应用领域

  MEMS具有小型化(芯片尺寸mm级)、低功耗(工作电流mA级)、集成化、智能化等特点,可安装于物体表面和内部,用于感知运动、声音、温度等。MEMS主要应用领域包括:

  1)消费电子:智能手机中搭载多种MEMS传感器,包括麦克风、摄像头、陀螺仪等,VR体感中也有大量MEMS应用;

  2)汽车:电控化有助降低汽车油耗、提升排放和安全性表现,MEMS大量应用于汽车电控,用于感知汽车姿态、速度、加速度、发动机压力、温度等参数;

  3)工业:低功耗MEMS适用于物联网数据采集;

  4)其他:医疗、通信、航空航天等。

  随着汽车、智能装备、家电类产品领域的迅速增长,MEMS传感器用量将大大增加。物联网、云计算、大数据、智慧城市更为MEMS传感器创造了良好的市场空间,农业、环保、食品检测、智慧医疗、健康养老、可穿戴设备、机器人、3D打印也为MEMS传感器技术的提升和应用创新拓展了思路。

  目前我国MEMS产业发展面临重大机遇,特别是移动互联网和物联网的快速发展,将对MEMS产业产生深远的影响,并将催生大量新的产品、新的应用,带动MEMS产品在日常生活及工业生产中的普及化。

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