MEMS簡(jiǎn)介：

MEMS是在集成電路生產(chǎn)技術(shù)和專(zhuān)用的微機電加工方法的基礎上蓬勃發(fā)展起來(lái)的高新科技，其研究開(kāi)發(fā)主要集中在微傳感器、微執行器和微系統三個(gè)方面，目前主導MEMS市場(chǎng)的傳感器已形成產(chǎn)業(yè)。用此技術(shù)研制的五花八門(mén)的微傳感器具有體積小、質(zhì)量輕、響應快、靈敏度高、易生產(chǎn)、成本低的優(yōu)勢，可以測量各種物理量、化學(xué)量及生物量。

　　

應用領(lǐng)域：

在市場(chǎng)引導、科技推動(dòng)、風(fēng)險投資、政府介入等多重作用下，汽車(chē)MEMS傳感器發(fā)展迅速，現已成為相關(guān)部門(mén)爭先投資開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。在高檔汽車(chē)中，大約采用25至40只MEMS傳感器，技術(shù)上日趨成熟完善，可滿(mǎn)足汽車(chē)環(huán)境苛刻、可靠性高、精度準確、成本低的要求，極大地推動(dòng)了電子技術(shù)在汽車(chē)上的應用。汽車(chē)電子控制系統一直被認為是MEMS壓力傳感器的主要應用領(lǐng)域之一，可用于測量進(jìn)氣歧管壓、大氣壓、油壓、輪胎氣壓等。

　　

工作原理：

最流行的汽車(chē)MEMS壓力傳感器采用壓阻式力敏原理，這是現有幾種力敏傳感器中用量最大的一種，開(kāi)發(fā)出幾代產(chǎn)品，年產(chǎn)量為數千萬(wàn)只。這種傳感器用單晶硅作材料，以MEMS技術(shù)在材料中間制作成力敏膜片，然后在膜片上擴散雜質(zhì)形成4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(lái)獲得高靈敏度，其輸出大多為0~5V模擬量，測量范圍取決于力敏膜片的厚度，一枚晶片上可同時(shí)制作許多個(gè)力敏芯片，易于批量生產(chǎn)，力敏芯片受溫度影響性能采用調理電路補償。

 

 

汽車(chē)用壓力傳感器被稱(chēng)為是軍品的質(zhì)量、民品的價(jià)格。其環(huán)境實(shí)驗要求是極為嚴格的(表2)。封裝好的傳感器通過(guò)嚴格的環(huán)境測試后，一般能保證0.1%~0.3%F.S.的穩定性，即使經(jīng)受最嚴格的長(cháng)時(shí)間測試，仍能維持1%F.S.的穩定性。信號調理電路和標定及封裝也是生產(chǎn)中的極其關(guān)鍵技術(shù)，科技含量超過(guò)力敏芯片的制作。例如，測量燃油噴射的壓力傳感器長(cháng)期與液態(tài)燃料接觸，并承受高壓，組裝固定和安裝尺寸的設計，涉及到大量的結構分析、機械應力測試、介質(zhì)暴露測試、電路修正等技術(shù)。

 

市場(chǎng)應用：

目前，可以提供汽車(chē)MEMS壓力傳感器的有德州儀器、德國博世等公司，一般年產(chǎn)量在100萬(wàn)只以上，這是汽車(chē)量產(chǎn)的需求，也是回收巨額投資的條件。部分廠(chǎng)家已研制成功力敏芯片與外圍信號處理電路集成化的汽車(chē)MEMS壓力傳感器，估計今后的價(jià)格會(huì )降至5~7美元。博世公司采用表面MEMS技術(shù)，研制出微型化的硅質(zhì)量流量傳感器，很多汽車(chē)廠(chǎng)家正對這種新型傳感器進(jìn)行評估。

 

汽車(chē)電控燃油噴射系統EFI要使用多重壓力MAP傳感器，監測發(fā)動(dòng)機進(jìn)氣歧絕對壓力，提高其動(dòng)力性能，降低油耗，減少廢氣排放。微型硅壓阻式MEMS壓力傳感器可用于發(fā)動(dòng)機廢氣循環(huán)系統，替代陶瓷電容式壓力傳感器，汽車(chē)空調壓縮機中的壓力測量也是MEMS的一個(gè)很大市場(chǎng)。除現有的各種應用外，另一個(gè)極具市場(chǎng)前景的是輪胎氣壓自動(dòng)監測系統，MEMS壓力傳感器適合于任何類(lèi)型的輪胎，在輪胎胎壁埋設一小塊感壓力敏芯片，自動(dòng)測量輪胎氣壓、溫度、轉速和其它一些數據，并用特定的代碼發(fā)送出來(lái)。目前，已有不少實(shí)時(shí)胎壓監測系統問(wèn)世，使輪胎始終保持良好的應用性能，可提高安全系數，縮短制動(dòng)距離5~10%，并能降低油耗10%左右。最近，隨著(zhù)燧石爭論（FirestoneControversy）的復蘇，美國國會(huì )通過(guò)一項法案，要求到2004年每一輛汽車(chē)都要裝用車(chē)胎壓力監測系統，政府的介入為MEMS傳感器開(kāi)啟了更廣闊的市場(chǎng)，許多廠(chǎng)家正為此展開(kāi)角逐。

 

沒(méi)想到mems壓力傳感器在汽車(chē)上的應用居然這么多，這么廣吧？