微差压传感器芯片实现重要突破,你知道多少?

2022-11-10 17:05:01 32

最近上海迷思科技TUB自主创新的整套MEMS工艺在业内刷屏,一起来看看这是什么吧。


微差压传感器



微差压传感器广泛应用于中央空调系统、智能家居、汽车电子、呼吸机、净化室设备等需要实时监测十分微小压强差变化的场景,在家电、医疗、工业领域应用前景广阔。由于1kPa-10kPa量程微差压传感器的灵敏度很高,需要在制造中精确控制厚度非常薄的压力敏感膜片,加工中对成品率和一致性的控制难度远超一般量程的压力传感器。


目前以“键合-减薄”为特征的国内传统压力传感器制造工艺,需将数百微米厚的晶圆减薄至数微米厚。但是由于刻蚀一致性误差以及晶圆自身的厚度偏差,传统工艺对膜片厚度的极限控制能力停留在10μm左右。

由于无法制造更薄的膜片,微差压传感器就需要用更大的芯片面积实现较高的灵敏度。另一方面,超高灵敏度的超薄膜片往往带来大挠度的“气泡”效应,导致较大的非线性误差。

综上所述,微小量程压力传感器成为长期以来困扰国际范围传感器领域的产品化技术难题,在很长时间以来没有获得根本性的技术突破。目前市场主要被国际传感器巨头垄断,国内在1kPa-10kPa量程的产品提供上主要用降低更大量程传感器到低量程来提供应用,因此在传感器的灵敏度、非线性精度误差等方面有很多缺陷,不能满足高性能应用的需求。


重大技术突破

在上海临港新片区2020年第二批高新产业和科技创新专项《微差压MEMS压力传感器产品化技术研究》的支持下,上海迷思科技有限公司近日发布了一款成功开发的1kPa~10kPa量程传感芯片产品。

新款芯片尺寸仅为0.9mm×0.9mm,远小于目前市面上微同类进口芯片常见的2mm×2mm大尺寸。其核心竞争力来自该公司开发的一种TUB(Thin-film Under Bulk-silicon)自主创新整套MEMS工艺,可将压力敏感膜片的厚度精确控制在1.5-2μm,并有很高的成品率,突破了以往“键合-减薄”工艺的限制,从而能以很小芯片面积实现超高灵敏度。

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1kPa~10kPa微差压传感芯片3D结构模型

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传感芯片电镜照片

此次公开的微差压传感芯片在5V供电条件下,10kPa满量程输出达到了110mV,在实现高灵敏度的同时,非线性亦控制在了±0.15%FS,可满足高精度测量应用。在1kPa量程下,该芯片也有11.5mV满量程输出,非线性低至±0.06%FS。这得益于极低的微伏噪声水平,传感器实现了超高分辨率。同时,该传感器具有承受100kPa过载的高可靠性。


传感器(变送器)应用

用户真正实际应用中的传感器(变送器)产品种类繁多,关键组成部分是传感元件(例如上海迷思科技的MEMS芯体)和信号处理电路(例如久好电子的传感器信号调理芯片)。

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关于上海迷思科技





上海迷思科技是一家高科技MEMS传感器芯片产品公司,其团队核心和原始学术成果转化自中科院上海微系统所传感技术国家重点实验室。公司通过自主创新,掌握了可与博世公司的APSM工艺和意法半导体的VENSENS工艺竞争的新一代单片单面MEMS批产工艺,从成本和性能上全面超越上一代“键合-减薄”工艺。在先进工艺加持下,公司还推出了全球最小尺寸0.4mm×0.4mm、100kPa-1.5MPa绝压芯片产品,可批量供货。此外,超微型高温压力传感器和气体流量计也已开放样品申请。

上海迷思科技是一家高科技MEMS传感器芯片产品公司,其团队核心和原始学术成果转化自中科院上海微系统所传感技术国家重点实验室。公司通过自主创新,掌握了可与博世公司的APSM工艺和意法半导体的VENSENS工艺竞争的新一代单片单面MEMS批产工艺,从成本和性能上全面超越上一代“键合-减薄”工艺。在先进工艺加持下,公司还推出了全球最小尺寸0.4mm×0.4mm、100kPa-1.5MPa绝压芯片产品,可批量供货。此外,超微型高温压力传感器和气体流量计也已开放样品申请。

详情请联系公司总经理倪藻博士:
nizao@mistechnology.cn;
13764515065/021-68160300。






关于北京久好电子





北京久好电子致力于数模混合集成电路芯片设计,目前的传感器信号调理芯片产品型号众多,以高稳定性、高可靠性、高性价比等特点得到了客户的高度认可,广泛应用于车用压力传感器(通过AEC Q100 Grade 0 级别测试)、电流传感器、工业、家电及消费电子领域。久好电子的芯片包括电阻桥式、陶瓷电容式、砷化镓霍尔元件、PIR红外热释电等高精度的各种信号调理芯片,温度传感器芯片、霍尔效应传感器芯片等等及相关开发套件产品。

详细信息可致电联系:
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sales@jiuhaomicro.com。


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