敏芯股份:构筑传感矩阵,驱动MEMS压感技术跨越应用边界
MEMS力传感器是在硅片上通过半导体工艺制造出的微型力传感器,其内部集成了微米级的机械结构,当受到外力作用时,该结构发生形变,并通过压阻、电容等效应将形变实时转换为电信号输出,从而精确测量力的大小。得益于半导体批量制造工艺,它具备体积小、灵敏度高、功耗低、易于集成且成本低等显著优势。
MEMS压感传感器是力传感器的一个分支,从智能手机、可穿戴设备到智能机器人,压感传感器正悄然驱动着这些体验的革新。从检测原理上,压感传感器主要分为压阻型和电容型两大类,两者是用硅材料通过图形转移及刻蚀方法,制作成微米级的压力敏感膜片。其已渗透至电子产品的各个层面,成为连接物理世界与数字世界不可或缺的桥梁。

MEMS压感传感器部分应用场景

敏芯股份致力于打造MEMS技术平台,是国内屈指可数掌握多品类MEMS芯片设计和制造工艺能力的企业,产品包括声学传感器、压力传感器、惯性传感器等,应用于消费电子、车载、医疗及工控等领域,总出货量超50亿颗,其中声学传感器芯片出货量全球第三,展现了从单一产品到矩阵化生态的发展路径。
敏芯MEMS压感传感器主要为电阻型:在硅上沉积四个电阻形成惠斯特电桥,当按压器件时,应力使四个电阻发生变形进而发生阻值变化,通过阻值的变化反馈按压力的大小。其有着技术成熟、输出信号强、电路简单可靠性强的优点,是目前市场主流的应用方案。敏芯高性能MEMS压感解决方案是集精准市场定位、全产业链技术沉淀、持续创新迭代以及平台化技术复用的综合优势体现。

通过深厚的全产业链技术沉淀与精准的市场卡位能力,敏芯用技术创新定义产品价值。
攻克关键痛点:目前市场占有率较高的方案是印刷电阻工艺,只能作为开关使用,无法检测接触力的大小进行线性输出。敏芯推出的是基于MEMS工艺平台加工压感芯片,具有一致性好,良率高,机械性能强等一系列优势。
创造集成价值:由于基于MEMS工艺,产品尺寸可以做到0.8*0.8*1mm,同时可以集成在客户PCB板或者FPC板上,降低客户成本,节省客户产品layout空间。

图1
在MEMS压感芯片进行植球,方便后续SMT贴装

图2
单面贴装的示意图,只需要单面加压即可实现力的传递。

图3
单面贴工艺在手环的应用案例

图4
单面贴工艺在牙刷的应用案例

图5
单面贴工艺在智能笔的应用案例

图6
双面夹工艺的示意图

图7
双面夹工艺耳机的应用案例

图8

图9
图8是压感MEMS另一种封装形式。图9是图8的内部剖面图,不锈钢球作为力传递的载体,把外界按压力传递到MEMS上,通过ASIC处理后把信号传输到MCU中。

图9

图10
图9是压感MEMS的另一种封装形式,与图8的原理类似,都可以通过更换MEMS量程还满足客户定制的量程。

敏芯股份致力于打造MEMS技术平台以构筑具有前瞻性的战略优势,摒弃发展单一品类思路,贯彻平台化技术复用与生态扩展的理念,通过协同布局多物理量传感器形成传感器矩阵。
技术协同:在MEMS芯片设计、ASIC开发、封装测试等底层技术上,声学、压力、惯性等传感器之间存在可复用的技术和工艺模块。这使得公司能够高效孵化新产品线,如惯性传感器在2025年实现120%的惊人增长,正是平台能力变现的有力证明。
产品矩阵:公司正构建“高信噪比声学、压力/压感/微差压、惯性/姿态感知(加速度+陀螺、IMU)”等在内的多品类传感器矩阵。致力于为客户提供一站式解决方案,大大增强了客户粘性和市场竞争力。
进军前沿:基于平台强大的研发能力,敏芯股份启动了包括用于人形机器人的MEMS六维力/力矩传感器、手套型压力及温度传感器、以及高端IMU研发。标志着公司正从消费电子、医疗、工控等传统领域,迈向AI、机器人等新兴市场。
器件选型表


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