加速度傳感器是一種感應(yīng)物體加速度的變化，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件。加速度傳感器和其它傳感器（陀螺儀等）以及相關(guān)算法相融合，可用于感測(cè)物體運(yùn)動(dòng)相關(guān)的情況，包括加速度、傾角、振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)模式識(shí)別等，廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車和工業(yè)領(lǐng)域。

MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）加速度傳感器是MEMS領(lǐng)域最早開始研究的傳感器之一。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，MEMS加速度傳感器的設(shè)計(jì)和加工技術(shù)已經(jīng)日趨成熟。根據(jù)感測(cè)機(jī)理不同，MEMS加速度傳感器可以分為壓阻式、熱氣流式、諧振式和電容式等。

其中熱氣流式和電容式MEMS加速度傳感器由于技術(shù)成熟、且環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，是目前應(yīng)用最為廣泛的MEMS加速度傳感器。

電容式加速度傳感器的原理可以簡(jiǎn)化為彈簧質(zhì)量塊系統(tǒng)，當(dāng)質(zhì)量塊受加速度作用運(yùn)動(dòng)而改變質(zhì)量塊與固定電極之間的間隙進(jìn)而使電容值產(chǎn)生變化。因此電容式加速度傳感器依賴于一個(gè)有著往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的機(jī)械系統(tǒng)。

美新半導(dǎo)體（MEMSIC）設(shè)計(jì)和制造世界上獨(dú)一無(wú)二的熱氣流式加速度傳感器，其采用加熱的氣體作為“檢測(cè)質(zhì)量（proof mass）”，沒有固態(tài)運(yùn)動(dòng)部件。因?yàn)闆]有固態(tài)的運(yùn)動(dòng)部件，所以避免了傳統(tǒng)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)固有的一些問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，比如在沖擊力或應(yīng)力作用下的斷裂、粘連、卡滯等。

對(duì)于熱氣流式加速度傳感器的原理，很多人覺得不可思議。其實(shí)我們可以對(duì)系統(tǒng)做一個(gè)簡(jiǎn)化，想象成一個(gè)密閉空腔內(nèi)有一個(gè)受熱的“氣泡”。這個(gè)熱的“氣泡”就是所謂的加速度的“檢測(cè)質(zhì)量”。

當(dāng)物體以一定的加速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，“氣泡”在慣性作用下必然相對(duì)于空腔做反方向運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，對(duì)稱分布于空腔內(nèi)部四周的熱電偶就能感測(cè)到溫度差值的變化，再利用惠斯登電橋就能將這種變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

美新更利用獨(dú)有的專利方法，使用標(biāo)準(zhǔn)CMOS IC工藝將前沿的傳感器技術(shù)和混合信號(hào)處理電路集成到一個(gè)可靠的、高質(zhì)量的單一芯片上。

相較于電容式加速度傳感器的MEMS的Die和ASIC的Die必須分開設(shè)計(jì)、制造，并在后期做Bonding和封裝，美新的熱氣流式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)了單芯片集成MEMS和ASIC，并采用晶圓級(jí)封裝（WLP）。

美新的MXC4005XC作為在消費(fèi)類電子市場(chǎng)主推多年的成熟產(chǎn)品，芯片尺寸只有1.18mm×1.70mm×0.85mm，是目前世界上體積最小的MEMS加速度傳感器。

美新的熱氣流式加速度傳感器具有非常獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在智能手機(jī)、智能穿戴設(shè)備、智能家居和眾多智能IoT設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用：

1、熱氣流式加速度計(jì)跌落測(cè)試通過(guò)率100%

傳統(tǒng)電容式加速度計(jì)因?yàn)橛谐掷m(xù)運(yùn)動(dòng)的微質(zhì)量塊，在跌落測(cè)試中容易粘連、卡滯。而熱氣流式傳感器內(nèi)部是氣體，沒有這樣的問(wèn)題。

2、高頻信號(hào)對(duì)于熱氣流式加速度計(jì)數(shù)據(jù)無(wú)影響

熱氣流式加速度計(jì)內(nèi)部是氣體，是自然的低通濾波器，對(duì)馬達(dá)的高頻振動(dòng)，相較電容式加速度計(jì)而言不敏感，因此不容易被馬達(dá)的振動(dòng)干擾到。

3、熱氣流式加速度計(jì)對(duì)應(yīng)力變化的容忍度較大

主要是因?yàn)闊犭娕祭錈針O分布較長(zhǎng)（毫米級(jí)），而電容式的極板距離則是以微米計(jì)，因此對(duì)線路板彎曲的敏感度不同。x/y軸的offset在SMT前后變化不大，較電容式加速度計(jì)小。

4、熱氣流式加速度計(jì)零漂很小

經(jīng)過(guò)美新工廠trim的零漂很小。因?yàn)閷?duì)應(yīng)力的容忍度較大，也不會(huì)因手機(jī)工廠SMT工序產(chǎn)生的應(yīng)力而有過(guò)大變化。

熱氣流式加速度傳感器無(wú)運(yùn)動(dòng)部件、單片集成的設(shè)計(jì)，總體上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造，更有效的降低了成本。基于技術(shù)和成本上的優(yōu)勢(shì)，美新的加速度計(jì)在全球消費(fèi)和工業(yè)類電子市場(chǎng)上一直占據(jù)較大份額，持續(xù)多年的年出貨量超過(guò)1億顆，并保持低于20ppm不良率。
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