傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。隨著工業技術的進步，小型化、智能化、集成化的傳感器已成為未來趨勢，由此MEMS傳感器應運而生。

MEMS的全稱是微型電子機械系統（Micro-ElectroMechanical System），微機電系統是指可批量制作的，將微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路、直至接口、通信和電源等集成于一塊或多塊芯片上的微型器件或系統。作為物聯網時代電子信息行業的“大米”，MEMS傳感器采用微電子和微機械加工技術制造，與傳統的傳感器相比，它具有體積小、重量輕、成本低、功耗低、可靠性高、適于批量化生產、易于集成和實現智能化的特點。同時在微米量級的特征尺寸使得它可以完成某些傳統機械傳感器所不能實現的功能。

MEMS傳感器的種類根據其工作作用、工作原理、工作環境的不同種類繁多，今天主要介紹的是其中的一種：MEMS壓力傳感器。目前的MEMS壓力傳感器有硅壓阻式壓力傳感器和硅電容式壓力傳感器，兩者都是在硅片上生成的微機械電子傳感器。

（1）MEMS硅壓阻式壓力傳感器采用周邊固定的圓形的應力杯硅薄膜內壁，采用MEMS技術直接將四個高精密半導體應變片刻制在其表面應力最大處，組成惠斯頓測量電橋，作為力電變換測量電路，將壓力這個物理量直接變換成電量，其測量精度能達0.01%～0.03%FS。硅壓阻式壓力傳感器結構如圖3所示，上下二層是玻璃體，中間是硅片，硅片中部做成一應力杯，其應力硅薄膜上部有一真空腔，使之成為一個典型的絕壓壓力傳感器。應力硅薄膜與真空腔接觸這一面經光刻生成阻應變片電橋電路。當外面的壓力經引壓腔進入傳感器應力杯中，應力硅薄膜會因受外力作用而微微向上鼓起，發生彈性變形，四個電阻應變片因此而發生電阻變化，破壞原先的惠斯頓電橋電路平衡，電橋輸出與壓力成正比的電壓信號。圖4是封裝如IC的硅壓阻式壓力傳感器實物照片。

（2）電容式壓力傳感器利用MEMS技術在硅片上制造出橫格柵狀，上下二根橫隔柵成為一組電容式壓力傳感器，上橫隔柵受壓力作用向下位移，改變了上下二根橫隔柵的間距，也就改變了板間電容量的大小，即△壓力=△電容量（圖5）。電容式壓力傳感器實物如圖6。

MEMS傳感器的加工工藝需要用到MEMS技術，基于已經相當成熟的微電子技術、集成電路技術及其加工工藝。它與傳統的IC工藝有許多相似之處，如光刻、薄膜沉積、摻雜、刻蝕、化學機械拋光工藝等，但是有些復雜的微結構難以用IC工藝實現，必須采用微加工技術制造。微加工技術包括硅的體微加工技術、表面微加工技術和特殊微加工技術。體加工技術是指沿著硅襯底的厚度方向對硅襯底進行刻蝕的工藝，包括濕法刻蝕和干法刻蝕，是實現三維結構的重要方法。表面微加工是采用薄膜沉積、光刻以及刻蝕工藝，通過在犧牲層薄膜上沉積結構層薄膜，然后去除犧牲層釋放結構層實現可動結構。陶瓷是一種公認的高彈性、抗腐蝕、抗磨損、抗沖擊和振動的材料。陶瓷基板具有更牢，更低阻的金屬膜層，陶瓷的熱穩定特性及它的厚膜電阻可以使它的工作溫度范圍高達-40 ～135 ℃，而且具有測量的高精度、高穩定性。

斯利通DPC薄膜陶瓷金屬化工藝，工藝特點是在各種陶瓷基材上濺射一層結合力良好的金屬材，基材的應用范疇廣泛，包括單晶硅片，玻璃基（SiO2），氮化硅，碳化硅，氧化鋁，氮化鋁，氧化鋯，ZTA，金剛石，藍寶石等。陶瓷電路板在新能源、汽車電子、電力電子、智能傳感、5G通訊、智慧照明、生物醫療、航空航天等領域廣泛應用。解決芯片發熱、型號穩定輸出、傳感測量精準等市場痛點。

MEMS壓力傳感器封裝工藝—管芯（die）結構和電原理如圖7所示，左是電原理圖，即由電阻應變片組成的惠斯頓電橋，右是管芯內部結構圖。典型的MEMS壓力傳感器管芯可以用來生產各種壓力傳感器產品，如圖8所示。MEMS壓力傳感器管芯可以與儀表放大器和ADC管芯封裝在一個封裝內（MCM），使產品設計師很容易使用這個高度集成的產品設計最終產品。

MEMS壓力傳感器廣泛應用于汽車電子：如TPMS、發動機機油壓力傳感器、汽車剎車系統空氣壓力傳感器、汽車發動機進氣歧管壓力傳感器（TMAP）、柴油機共軌壓力傳感器；消費電子：如胎壓計、血壓計、櫥用秤、健康秤，洗衣機、洗碗機、電冰箱、微波爐、烤箱、吸塵器用壓力傳感器，空調壓力傳感器，洗衣機、飲水機、洗碗機、太陽能熱水器用液位控制壓力傳感器；工業電子：如數字壓力表、數字流量表、工業配料稱重等。隨著物聯網時代的逐步到來，傳感器現正被廣泛應用于包括各類智能終端、智能汽車、生物醫療等在內的眾多新興領域，需求量與日俱增。

伴隨著下游應用領域的發展，MEMS壓力傳感器逐漸由單一的、僅起到壓力數據采集作用的器件向集合多種數據采集和處理為一體的智能傳感器發展。壓力傳感器、陀螺儀、溫度傳感器等多種傳感器以及其他功能器件集為一體，實現高度智能化，為拓展下游應用端完成多維度數據采集提供條件。在國家政策的大力支持下，國內MEMS行業的研發與生產體系正在不斷完善，上下游供應鏈的布局也在如火如荼地開展中。作為高新技術企業的一員，斯利通懷揣“科技創新推動電子產業發展”的美好愿景，秉承“用心服務客戶，提供放心產品”的偉大使命，努力為國家完成這一戰略性布局努力奮斗！

審核編輯：湯梓紅