什麼是MEMS?
所謂微機電系統(Micro ElectroMechanical System,MEMS)是利用半導體製程技術,整合電子及機械功能製作而成的微型裝置;其定義為一個智慧型微小化的系統,包含感測、處理或致動的功能,包含兩個或多個電子、機械、光學、化學、生物、磁學或其他性質整合到一個單一或多晶片上。MEMS主要的產品類別大致可分為加速計、陀螺儀、壓力感測器、光通訊元件、DLP(數位光源處理)、噴墨頭等。
MEMS麥克風介紹及與ECM麥克風之比較
為什麼MEMS麥克風的市場規模將發展的如此迅速?相較於傳統的電容式麥克風,MEMS麥克風究竟有什麼樣的優勢?
首先,我們目前使用的大多數麥克風都是屬於傳統的ECM麥克風,該項技術已經有數十年歷史,而其工作原理是利用具有永久電荷隔離的聚合材料振動膜。ECM麥克風的大小通常要比MEMS麥克風來的大。MEMS麥克風封裝基板厚度可小至0.05米釐,僅為傳統QFN基板厚度0.2米釐的25%,而且其成品高度可較傳統駐極體電容式麥克風(ECM)減少約30%。此外,MEMS麥克風的耐震度可以達到10,000Gs,約為傳統ECM麥克風的三倍,然而耗電量僅為ECM麥克風的三分之一而已。
相較於ECM麥克風的聚合材料振動膜,在不同溫度下,MEMS麥克風所展現的性能都相當穩定,不會受到時間、溫度、濕度和振動的影響。MEMS麥克風的耐熱性相當強,可以承受攝氏260度的高溫回流焊,但是其性能不會有任何變化。因為MEMS麥克風優異的耐熱性,將使得SMT回流焊簡化了麥克風的製造流程,而傳統ECM麥克風因為耐熱性低,因此沒有辦法用來進行SMT作業。
所謂微機電系統(Micro ElectroMechanical System,MEMS)是利用半導體製程技術,整合電子及機械功能製作而成的微型裝置;其定義為一個智慧型微小化的系統,包含感測、處理或致動的功能,包含兩個或多個電子、機械、光學、化學、生物、磁學或其他性質整合到一個單一或多晶片上。MEMS主要的產品類別大致可分為加速計、陀螺儀、壓力感測器、光通訊元件、DLP(數位光源處理)、噴墨頭等。
MEMS麥克風介紹及與ECM麥克風之比較
為什麼MEMS麥克風的市場規模將發展的如此迅速?相較於傳統的電容式麥克風,MEMS麥克風究竟有什麼樣的優勢?
首先,我們目前使用的大多數麥克風都是屬於傳統的ECM麥克風,該項技術已經有數十年歷史,而其工作原理是利用具有永久電荷隔離的聚合材料振動膜。ECM麥克風的大小通常要比MEMS麥克風來的大。MEMS麥克風封裝基板厚度可小至0.05米釐,僅為傳統QFN基板厚度0.2米釐的25%,而且其成品高度可較傳統駐極體電容式麥克風(ECM)減少約30%。此外,MEMS麥克風的耐震度可以達到10,000Gs,約為傳統ECM麥克風的三倍,然而耗電量僅為ECM麥克風的三分之一而已。
相較於ECM麥克風的聚合材料振動膜,在不同溫度下,MEMS麥克風所展現的性能都相當穩定,不會受到時間、溫度、濕度和振動的影響。MEMS麥克風的耐熱性相當強,可以承受攝氏260度的高溫回流焊,但是其性能不會有任何變化。因為MEMS麥克風優異的耐熱性,將使得SMT回流焊簡化了麥克風的製造流程,而傳統ECM麥克風因為耐熱性低,因此沒有辦法用來進行SMT作業。
ECM麥克風不需要ASIC提供外部偏置,但是MEMS麥克風卻需要這種偏置,而且有效的偏置將可使得整個作業只要在溫度範圍內都可以保持穩定的聲學和電氣參數。此外,MEMS晶片的外部偏置還可以支援設計具有不同靈敏度的麥克風。
MEMS麥克風的另一項優點,是可以整合在IC上的寬頻射頻抑制性能,也就是說,MEMS麥克風可以有效的降低射頻所產生的干擾。這一點不僅對行動電話這類射頻應用非常重要,而且對所有與行動電話工作原理類似的設備(如助聽器)都非常重要。
綜上所述,與目前廣泛採用的駐極體電容式麥克風相較,微機電麥克風不僅體積較小,符合電子產品走向輕、薄、短、小的趨勢之外,其所具備更強的耐熱、抗振和防射頻干擾性能,將不僅能簡化麥克風生產流程、降低生產製造成本、有利客戶製程一貫化,而且還能提供更佳的產品競爭力。