MEMS加速计致力解决汽车安全问题

（转换，放大和过滤）的控制ASIC，均组装在一个QFN6x6毫米的小型塑料封装里。

该器件能实现性能的一个关键元件是它包含经过了验证的高宽比MEMS汽车传感器（HARMEMS）。"高宽比"指的是传感器关键力学特性的宽度，如整体弹簧系统的弹簧部分或可移动和固定电容板之间的空隙。该技术是通过将一个25微米厚的SOI层，与DRIE（深反应离子蚀刻）定义的狭窄沟槽组合在一起，从而实现了这一高宽比。HARMEMS绝缘体上硅（SOI）工艺采用多晶硅沉积层（带气桥），组成了MEMS芯片的电气连接。用DRIE组成MEMS结构后，牺牲氧化层上形成了聚合气桥（poly air bridge）。之后，再使用定时化学腐蚀来释放MEMS结构。单晶SOI可以更好地控制DRIE工艺，从而使器件在机械性能方面保持更好的一致性。厚SOI层加强了运动机械元件的刚性和质量，同时扩增了电容。与标准的表面微加工工艺相比，其优势在于灵敏度和噪声性能都有所提高，并且由于它更好地减轻了使用中可能出现的黏附，从而提高了可靠性。结合玻璃熔块晶圆接合可实现的比真空密封还高档的封装技術，该传感器在移动时会遇到相当大的空气阻力，从而以低于1kHz的自然截止频率提供过阻尼机械响应。最后，由于MEMS工艺的高宽比，还可以实现很小的系统容错。电容板越厚，就意味着封装应力随温度变化导致的传感器结构板变形越小。而且，HARMEMS现在已经改善了信噪比，这意味着传感器系统的传感信号增益有所减少。这样传感器、ASIC或封装的故障就减少了，从而使得产品系统的总故障数量减少。

在信号调试中，则使用已经过验证的0.25微米模拟混合信号技术，该技术包括精密的模拟模块和高速CMOS逻辑。25000个门控/mm2这样的高密度，允许集成带大量参数微调选项的复杂数字信号处理模块（DSP）。用于X和Y通道的两个独立的16位Σ-Δ转换器，则提供了传感元件和DSP之间的接口。由于ΣΔ转换带来的较高过采样频率，以及信噪比和动态范围扩大，它们的检测分辨率不断得到改进。在出现加速度过载后，该器件最长恢复时间为4毫秒。全数字信号调试在实施中应用了桥接的优势，如可编程（过滤器和加速范围）和自动诊断。数据完整性特性改善了系统的失败安全策略，如编程数据数组和SPI命令的连续奇偶性确定，能够在运行中检测潜在的"位翻转"。如果任何一项完整性校验失败，器件会立刻发送错误信息，避免将在通信故障曲解为有效的加速度测量。该器件的温度和所有关键内部电压都实行连续监测，因而加速度测量的精度有所提高。一旦电压超过可接受范围或者在温度超过一定阈值时发送了错误消息，那么该器件就会复位。它提供了11位的无噪音数据输出，降低了对PCB布线的影响感应。此外，它通过提供3.3V或5V的双电源，为系统设计人员带来更多的灵活性。

至于包装，MMA6900Q则采用16引线的6x6x1.98mm QFN封装。符合行业标准的封装，使PCB设计体积变得更加小巧，而且对寄生频率振动有更强的免疫力。实际上，第一个封装鼓模式共振频率大约为160kHz（每个FEA结果），这远高于在车内发现的任何潜在寄生频率。

未来发展

飞思卡尔在安全气囊传感器的设计、测试、仿真和生产方面具有13年以上的相关经验，因而能够为整体测量安全的商讨提供可靠的工艺流程和技术。由于全球采用的各种强制规定导致传感器体积变大，这又带来了新的挑战，特别是在系统成本方面。汽车供应商和汽车制造商将各种安全模块（如安全气囊和ESC）集成起来，意在进行新的系统分区。虽然被动和主动安全系统的融合会带来一些好处，但它同时也对传感器的特性产生了影响，这些特性要求达到一个新的整合水平。多轴组件是必须要提供的，它将不同传感元件，如偏航率+低重里或中等重力+低重力传感器集成起来，提供不同的模块配置。飞思卡尔结合其在新技术方面的系统专业技术，积极开发这些未来解决方案，从而为应付这些新的挑战做好了充分准备。