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村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析


村田(Murata)是一家全球性的综合电子元器件制造商,主要从事以陶瓷为基础的电子元器件的开发、生产和销售业务。2012年,村田收购芬兰MEMS传感器厂商VTI Technologies Oy所有流通在外的股权,将VTI纳为旗下子公司行列,以扩大MEMS技术事业版图,加强车用以及医疗用传感器的研发与制造。村田MEMS产品包括加速度计、陀螺仪、磁传感器、压力传感器等。


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析


村田(Murata)是一家全球性的综合电子元器件制造商,主要从事以陶瓷为基础的电子元器件的开发、生产和销售业务。2012年,村田收购芬兰MEMS传感器厂商VTI Technologies Oy所有流通在外的股权,将VTI纳为旗下子公司行列,以扩大MEMS技术事业版图,加强车用以及医疗用传感器的研发与制造。村田MEMS产品包括加速度计、陀螺仪、磁传感器、压力传感器等。


据麦姆斯咨询介绍,SCHA634为村田车规级6轴MEMS惯性测量单元(IMU),可通过与GNSS(全球导航卫星系统)、摄像头、毫米波雷达、激光雷达等各种传感器的数据融合,实现ADAS(高级驾驶辅助系统)及AD(自动驾驶)功能。该产品在零偏稳定性和噪声方面具有优势,可满足汽车安全性应用的性能需求。村田还对传感器测量轴的正交性进行校准,使得系统集成商可略过这一高成本且对操作具有高要求的处理步骤。


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析


IMU是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置。通常,IMU内部集成3轴陀螺仪和3轴加速度计,以及运动/姿态算法。如果IMU内部集成的传感器采用MEMS技术实现,那么可被称为MEMS IMU。


本报告针对全球热销的村田MEMS IMU产品“SCHA634-D01”进行物理分析,包括器件拆解、芯片剖析及材料分析等,并推测出MEMS芯片制造工艺和器件封装工艺。最后,我们检索并分析了产品专利情况。具体如下:


首先对SCHA634进行光学成像和X射线成像,获得整体封装和引线信息:32引脚小外型集成电路(SOIC)封装形式,封装尺寸为19.71mm x 12.15mm x 4.5mm,封装内部共有82条引线(Bonding Wire),4颗MEMS芯片与2颗ASIC芯片采用3D堆叠方式集成于封装。


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634封装尺寸


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634开盖展示

然后将器件进行机械开封和化学去胶,并取出其中的6颗芯片进行深入分析,包括ASIC电路层、MEMS衬底层、MEMS结构层、MEMS盖帽层、晶圆级封装及键合等,并分别提供MEMS加速度计和MEMS陀螺仪的三轴感测结构及驱动梳齿结构的局部特写、特征尺寸及重要材料信息。


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634的电路(ASIC)芯片SEM照片

村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634的Z轴陀螺仪芯片SEM照片

根据上述4颗MEMS芯片(3种类型:X/Y轴陀螺仪、Z轴陀螺仪和三轴加速度计)的结构剖析及材料分析,绘制出MEMS芯片结构示意图,并以X/Y轴陀螺仪为例推测出MEMS制造工艺流程。此外,本报告还提供了器件封装工艺流程。


村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634的MEMS芯片工艺流程部分示例

最后对SCHA634产品相关专利进行检索与分析,并提供专利到产品的映射关系,有助于其他厂商理解技术要点及专利保护范围,并进行侵权关联性分析,从而可以有效避免侵权纠纷的发生。

村田MEMS惯性测量单元(IMU)SCHA634产品分析

村田MEMS IMU SCHA634的加速度计专利映射示例

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