中國電子元件行業(yè)協(xié)會(huì )
China Electronic Components Association
近期，英飛凌（Infineon）開(kāi)發(fā)出單芯片集成電容式微機械超聲換能器（CMUT）和專(zhuān)用集成電路（ASIC）的產(chǎn)品，可用于嵌入式開(kāi)關(guān)和醫療傳感器。CMUT的尺寸減小為消費電子、汽車(chē)電子、工業(yè)控制和生物醫療中的超聲波傳感應用開(kāi)辟了新天地，同時(shí)還改進(jìn)了使用更大壓電換能器的現有應用。
CMUT通過(guò)MEMS薄膜的振動(dòng)來(lái)發(fā)送和接收超聲波。這使得固態(tài)觸摸按鈕可以在任何固體材料（例如玻璃甚至金屬）下使用，而不會(huì )使表面變形。這為傳統的機械按鈕提供了一種更耐用、更可靠的替代品，使得設備整體的使用壽命更長(cháng)。與可能受濕度和溫度等環(huán)境因素影響的電容式觸摸按鈕相比，基于CMUT的觸摸按鈕具有完全的水兼容性以及高EMC穩健性。
這項CMUT技術(shù)縮小了按鈕的尺寸，因此可以將其集成到各種設備之中，從智能手機到工業(yè)控制面板。例如，智能手機金屬框架下方的觸摸按鈕或更換汽車(chē)門(mén)把手以獲得簡(jiǎn)潔的設計。
使用MEMS工藝可以將處理芯片與超聲換能器集成在一起，以減小尺寸和噪聲基底。與類(lèi)似尺寸的傳統壓電陶瓷換能器相比，MEMS和ASIC的單片集成可將噪聲基底降低20倍，并將絕對信號提高1000倍，從而簡(jiǎn)化了系統其余部分的設計。
這項CMUT技術(shù)還可用于開(kāi)發(fā)利用超聲波技術(shù)的創(chuàng )新醫療設備，例如用于生命體征監測、健康跟蹤和非侵入性醫療診斷的可穿戴設備。利用這項CMUT技術(shù)，醫療設備提供持續的監測和反饋，而不是單一的測量，這可以更早地發(fā)現潛在的健康問(wèn)題并改善患者的治療效果。憑借其緊湊的尺寸和低功耗要求，CMUT是可穿戴和即時(shí)診斷（POCT）應用的理想選擇。
封裝也是關(guān)鍵，英飛凌與意法半導體（ST Microelectronics）、星科金朋（STATS ChipPac）合作，采用嵌入式晶圓級球柵陣列（eWLB）封裝，使用硅基板扇出型連接，便于在柔性基板上組裝。
CMUT還可用于液位傳感，包括通過(guò)非侵入式安裝在水箱底部下方進(jìn)行連續液位測量。后者對于測量洗衣機或洗碗機中的化學(xué)物質(zhì)非常重要，因為這些設備的接觸電極容易被腐蝕。
“我們的超聲波傳感技術(shù)可以實(shí)現非常高的信噪比，并提供高水平的集成度。這就是為什么我們相信這項CMUT技術(shù)代表了行業(yè)的突破！”英飛凌高級總監Emanuele Bodini表示，“我們希望利用這項技術(shù)開(kāi)發(fā)一個(gè)能夠通過(guò)不同行業(yè)服務(wù)于多種用例的超聲波傳感平臺?！?/p>
