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传感器薄膜压力ST以先进技术引领压力传感器迈向新性能境界

从地下750米的深处到珠穆朗玛峰顶端,智能手机以及其它便携设备在不久的未来将能够确定所在位置的海拔高度变化,全球最大的消费电子和便携设备MEMS传感器供应商意法半导体以最新推出的MEMS(微机电系统)压力传感器成功地实现这个概念。

新产品LPS001WP是一款微型压力传感器,采用创新的传感技术,能够精确地测量压力和海拔高度。该产品采用超轻巧、薄型封装,特别适用于智能手机、运动型手表、各种不同的便携设备、气象站,以及汽车和工业应用。

意法半导体MEMS、传感器以及高性能模拟产品部总经理BenedettoVigna表示:“MEMS技术让我们不断地开发出可测量各种物理参数的新一代传感器产品,例如线性运动传感器、角动作传感器、压力传感器以及磁力传感器等;同时,这些创新产品的制造成本不断地降低,测量精密度也相对不断地提高。这些传感器的用途广到远远超出了我们的想象。”

这款产品的首要目标应用之一是进阶型的便携式GPS定位设备,传统的GPS定位功能只能确定设备的2D位置。在整合LPS001WP压力传感器后,同一款设备将能提供精确的3D定位功能;举例来说,当整合压力传感器的GPS导航手机发送紧急求助呼叫时,消防人员、医疗救护人员或警察人员将能根据接收到的呼叫信号确定事故发生的具体所在位置和楼层。

LPS001WP的压力检测量程从300毫巴至1100毫巴,相当于从-750米到+9000米海拔高度之间的气压,可检测到最小0.065毫巴的气压变化,相当于80厘米的海拔高度。该产品采用意法半导体独有的VENSENS制程,能够将压力传感器整合在单一晶片上,不但可以节省晶圆对晶圆的键合工序,还可最大幅度地提升产品的可靠性。

LPS001WP内的压力传感器是通过覆盖在气腔上的柔性硅薄膜检测压力变化(其中气隙是可控制的,压力也已经定义)。与传统的硅微加工薄膜相比,新产品的薄膜非常小,内建的微机械止动结构可防止气压破坏薄膜。这个薄膜包括电阻值随着外部压力变化而改变的微型压电电阻器。压力传感器监控硅薄膜电阻的变化,采用温度补偿方法修正变化偏差,把检测到变化信息转换成二进制比特数据,通过工业标准I2C或SPI通信接口将数据传送至设备主处理器。

LPS001WP的主要技术特性:

0.065毫巴的高分辨率:能够检测最小80厘米的海拔高度变化;

意法半导体独有的VENSENS技术,拥有高耐破裂强度,最高强度值达全量程的20倍;

内置温度传感器,可调整温度范围;

所有器件均在晶圆厂完成压力和温度校准,无需在出货前进行;

采用小型塑胶基板栅格阵列:HCLGA-8L封装,该封装上有一个通风孔,外部压力通过封装上的通风口与传感元件接触;

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