ROHM的气压传感器／地磁传感器／MEMS技术
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近年来，随着智能手机和可穿戴式设备的普及，在室内也可像GPS一样在移动过程中实时进行位置检测，并可准确指向包括立体信息在内的目的地的3D室内导航应用解决方案已经越来越多。例如，可提供识别在几楼的哪个位置等建筑物内的导航功能。为实现这种3D室内导航，就需要比以往精度更高的传感器，ROHM新开发的通过用MEMS(微机电系统：Micro Electro Mechanical Systems)气压传感器检测高度，用地磁传感器(MI)检测方位的方式，可实现更高精度的导航。 【压阻式气压传感器】 气压传感器分不同的检测种类，ROHM的气压传感器则是利用了压阻效应。压阻式气压传感器利用了将形成的真空腔和硅基板通过蚀刻等在薄膜片(受压部)上扩散和离子注入而形成的Gauge电阻(压阻)的压阻效应。(图1) 图1：气压传感器截面图 压阻效应与因应力产生的极化现象--压电效应不同，是因施加于电阻的应力使电导率即电阻率变化的现象。这种现象是晶格因所施加的应力产生畸变，使半导体中的载流子数量和迁移率发生变化而引起的。膜片受到压力而弯曲时，各Gauge电阻产生与膜片的弯曲量相应的应力。Gauge电阻(压阻)的电阻率与该应力成正比变化，将由此产生的电阻变化作为电压变化来检测出气压。但是，由于该电阻的变化极其微小，因此，利用4个电阻的惠斯通电桥电路实现高灵敏度。 此次，ROHM面向市场日益扩大的智能手机、可穿戴式设备和活动追踪器等领域，开发出可检测气压信息、用于高度和高低差检测的气压传感器“BM1383GLV”，并已于2015年4月开始投入量产。该产品融入了ROHM多年积累的传感器开发技术诀窍，并搭载高精度的检测用MEMS和低功耗高精度的A/D转换器，实现了业界最高级别的相对高度精度±20cm(相对气压精度±0.024hPa)。(图2)另外，传统气压传感器存在着低温时的检测精度很难提高的课题，而ROHM利用独创的校正算法，在IC内部进行温度校正，实现了低温下的高精度气压检测。(图3)同时，无需再给外部的微控制器搭载温度校正功能，这非常有助于减轻设计负担，成功实现了传感模块和运算模块的小型化。从而作为内置温度校正功能的气压传感器实现了业界最小级别(2.5mm×2.5mm×0.95mm)的封装尺寸。 图2：气压检测结果例 随着气压传感器的用途越来越广泛，对更高精度的气压检测和高度检测功能的需求越来越大;同时，随着智能手机和可穿戴式设备的小型化、高性能化发展，对传感器的小型化要求也越来越强烈。为满足这些需求，ROHM预计于2016年4月份开始量产“BM1385GLV”。该产品继承了已经开始量产的BM1383GLV的特点，并通过优化气压检测用MEMS和控制电路，使面积比ROHM以往产品再缩减36%，是世界最小封装(2.0mm×2.0mm×1.0mm)的气压传感器。(图4)(截至2015年7月14日ROHM调查数据) |
