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三美電機推出低成本壓力傳感器

發布時間:2010-03-05 來源:技術在線

產品特性:
  • 壓電電阻式
  • 低成本
  • 減小芯片面積
  • 低價格
應用范圍:
  • 可用于血壓計
三美電機在“MITSUMI SHOW 2010”上展出了可用于血壓計的壓電電阻式壓力傳感器。血壓計的壓力傳感器,其低價格化已經進展到了相當的程度,目前的模塊價格不到100日元。作為涉及該業務較晚的公司,三美電機是將芯片面積由原有產品的約2mm見方降至1.4mm見方來降低成本的。


采用1.4mm見方壓力傳感器的模塊。封裝尺寸為7.0mm×7.0mm×6.1mm。

該公司為了減小壓力傳感器的芯片面積,采用了高速硅深度蝕刻(Deep RIE:Deep Reactive Ion Etching,深度反應離子蝕刻)裝置。通過日本千歲業務所(北海道)的150mm晶圓生產線制造。

采用Deep RIE可以減小芯片面積的理由是,幾乎可以垂直對硅進行深度蝕刻。能夠垂直形成在壓力檢測用隔(Diaphragm)下面形成的空洞截面結構。而一般情況下是通過利用硅表面結晶各向異性的濕式蝕刻是在傾斜方向上進行深度蝕刻的,空洞的截面形狀會形成隔膜側邊長較短的梯形。由于必須要寬闊地設計作為蝕刻基點的芯片底邊面積,因此難以減小芯片面積。
 
不過,如果在壓電電阻式壓力傳感器的制造過程中采用Deep RIE的話,很有可能會成為制造成本上升的因素。原因是裝置價格在幾千萬~1億日元之間,大幅高于采用濕式蝕刻的方法。另外,為了進行高精度加工,需要使用價格為硅晶圓2倍以上的SOI(Silicon On Insulator)晶圓。采用SOI晶圓的原因是為了在空洞形成時將氧化膜層作為蝕刻停止層使用,從而確保蝕刻的面內均勻性。
 
至于采用Deep RIE和SOI還可以降低成本的原因,該公司指出除了芯片面積的小型化以外,還包括采用了在功率半導體等的量產中表現出色的高再現性和可靠性生產線,因此成品率高于競爭企業。另外該公司還強調指出,由于自制了信號處理IC,因此即使芯片單體的成本競爭力降低,壓力傳感器模塊仍然可以保持較高的成本競爭力。
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