MEMS慣性測(cè)量單元（IMU）SCHA634產(chǎn)品分析

作者：麥姆斯咨詢王懿 ，來源：MEMS微信公眾號(hào)

村田（Murata）是一家全球性的綜合電子元器件制造商，主要從事以陶瓷為基礎(chǔ)的電子元器件的開發(fā)、生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù)。2012年，村田收購芬蘭MEMS傳感器廠商VTI Technologies Oy所有流通在外的股權(quán)，將VTI納為旗下子公司行列，以擴(kuò)大MEMS技術(shù)事業(yè)版圖，加強(qiáng)車用以及醫(yī)療用傳感器的研發(fā)與制造。村田MEMS產(chǎn)品包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁傳感器、壓力傳感器等。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，SCHA634為村田車規(guī)級(jí)6軸MEMS慣性測(cè)量單元（IMU），可通過與GNSS（全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)）、攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等各種傳感器的數(shù)據(jù)融合，實(shí)現(xiàn)ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）及AD（自動(dòng)駕駛）功能。該產(chǎn)品在零偏穩(wěn)定性和噪聲方面具有優(yōu)勢(shì)，可滿足汽車安全性應(yīng)用的性能需求。村田還對(duì)傳感器測(cè)量軸的正交性進(jìn)行校準(zhǔn)，使得系統(tǒng)集成商可略過這一高成本且對(duì)操作具有高要求的處理步驟。

IMU是測(cè)量物體三軸姿態(tài)角（或角速率）以及加速度的裝置。通常，IMU內(nèi)部集成3軸陀螺儀和3軸加速度計(jì)，以及運(yùn)動(dòng)/姿態(tài)算法。如果IMU內(nèi)部集成的傳感器采用MEMS技術(shù)實(shí)現(xiàn)，那么可被稱為MEMS IMU。

本報(bào)告針對(duì)全球熱銷的村田MEMS IMU產(chǎn)品“SCHA634-D01”進(jìn)行物理分析，包括器件拆解、芯片剖析及材料分析等，并推測(cè)出MEMS芯片制造工藝和器件封裝工藝。最后，我們檢索并分析了產(chǎn)品專利情況。具體如下：

首先對(duì)SCHA634進(jìn)行光學(xué)成像和X射線成像，獲得整體封裝和引線信息：32引腳小外型集成電路（SOIC）封裝形式，封裝尺寸為19.71mm x 12.15mm x 4.5mm，封裝內(nèi)部共有82條引線（Bonding Wire），4顆MEMS芯片與2顆ASIC芯片采用3D堆疊方式集成于封裝。

村田MEMS IMU SCHA634封裝尺寸

村田MEMS IMU SCHA634開蓋展示

然后將器件進(jìn)行機(jī)械開封和化學(xué)去膠，并取出其中的6顆芯片進(jìn)行深入分析，包括ASIC電路層、MEMS襯底層、MEMS結(jié)構(gòu)層、MEMS蓋帽層、晶圓級(jí)封裝及鍵合等，并分別提供MEMS加速度計(jì)和MEMS陀螺儀的三軸感測(cè)結(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)梳齒結(jié)構(gòu)的局部特寫、特征尺寸及重要材料信息。

村田MEMS IMU SCHA634的電路（ASIC）芯片SEM照片

村田MEMS IMU SCHA634的Z軸陀螺儀芯片SEM照片

根據(jù)上述4顆MEMS芯片（3種類型：X/Y軸陀螺儀、Z軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)）的結(jié)構(gòu)剖析及材料分析，繪制出MEMS芯片結(jié)構(gòu)示意圖，并以X/Y軸陀螺儀為例推測(cè)出MEMS制造工藝流程。此外，本報(bào)告還提供了器件封裝工藝流程。

村田MEMS IMU SCHA634的MEMS芯片工藝流程部分示例

最后對(duì)SCHA634產(chǎn)品相關(guān)專利進(jìn)行檢索與分析，并提供專利到產(chǎn)品的映射關(guān)系，有助于其他廠商理解技術(shù)要點(diǎn)及專利保護(hù)范圍，并進(jìn)行侵權(quán)關(guān)聯(lián)性分析，從而可以有效避免侵權(quán)糾紛的發(fā)生。

村田MEMS IMU SCHA634的加速度計(jì)專利映射示例

審核編輯 黃宇