Integration bringt mehr Performance bei MEMS-Bauelementen

Mikroelektromechanische Systeme (MEMS) haben sich zu populären Sensoren für das Messen von Bewegung, Beschleunigung, Neigung und Vibration entwickelt. Als System-in-Package-Lösungen bringen es MEMS-Sensoren bei kleinen Abmessungen auf eine hohe Auflösung zusammen mit niedrigem Stromverbrauch.

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Bürklin GmbH & Co. KG

SPEA GmbH Systeme f. professionelle Elektronik und Automation

ROHM Semiconductor GmbH

STMicroelectronics Design and Aplication GmbH

MEMS-Bauelemente unterscheiden sich grundlegend von anderen Silizium-ICs, bei denen man vorrangig die elektrischen Eigenschaften dieses Halbleiters ausnutzt. Zentrale Elemente von MEMS-Komponenten sind jedoch nicht etwa Gate-Drain-Source-Schichten, sondern stark miniaturisierte, ausschließlich aus Silizium bestehende mechanische Strukturen. Ein typisches MEMS besteht aus beweglichen Massen, Federn und Dämpfern, die sich wie ein Masse-Feder-System verhalten.

Mit MEMS-Sensoren lassen sich Mobiltelefone, MP3/MP4-Player, PDAs oder Game-Controller mit intuitiven Mensch-Maschine-Schnittstellen versehen, die die Bewegungen des Anwenders in Befehle für Anwendungen, Navigationssysteme, Spiele und vieles mehr verwandeln.

MEMS-Beschleunigungssensoren werden heutzutage häufig als Vibrationssensoren in Hausgeräten wie etwa Waschmaschinen oder Wäschetrocknern verwendet, um den Benutzer bei ungleichmäßiger Beladung zu warnen, damit es zu keinem übermäßigen Teileverschleiß kommt.

Beschleunigungsaufnehmer im Automotive-Bereich

Ein- und Zwei-Achsen-Beschleunigungsaufnehmer kommen im Automotive-Segment in großem Umfang in Systemen für die passive Sicherheit (z.B. Front- oder Seiten-Airbags) zum Einsatz. Beschleunigungssensoren und Gyroskope wiederum findet man in Navigationssystemen und aktiven Sicherheitssystemen wie ABS und ESP.

Der Vorstoß der MEMS-Technik in den Consumer-Bereich ist seit einigen Jahren in vollem Gange und hat viele neue Anwendungen erfasst. Auf dem Consumer-Markt sind winzige, für niedrige Spannungen geeignete, wenig Strom verbrauchende und überdies preisgünstige Bauelemente gefragt.

Schließlich beziehen Mobiltelefone, MP3- und MP4-Player sowie tragbare PCs ihren Strom aus Akkus und werden immer kleiner und flacher. Darüber hinaus sind auf dem Consumer-Markt Mehrachsen-Lösungen zwingend erforderlich, da die Anwender jede Funktion aus beliebigen Ausgangslagen aktivieren möchten. Bei einer Handheld-Anwendung gibt es kein festes Bezugssystem.

Integration mehrerer Sensoren in ein Gehäuse

Weil parallel dazu die Produktlebensdauer von Consumer-Geräten immer kürzer wird, müssen die Konstrukteure die Möglichkeit haben, MEMS-Bauelemente schnell und reibungslos in die endgültige Applikation zu integrieren.

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