意法帶領(lǐng)精確3D定位感測(cè)技術(shù)進(jìn)入新的發(fā)展階段

　　橫跨多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體供應(yīng)商、全球最大的MEMS制造商、全球最大的消費(fèi)電子及便攜產(chǎn)品MEMS供應(yīng)商[1]意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST;紐約證券交易所代碼：STM)，推出一款能夠精確測(cè)量手機(jī)等便攜設(shè)備海拔高度的壓力傳感器，新款傳感器的上世意味著移動(dòng)設(shè)備不僅能夠識(shí)別其所在樓層，還能幾乎確定所在樓梯臺(tái)階位置。

　　移動(dòng)設(shè)備的精確定位功能是很多新興移動(dòng)定位服務(wù)(Location-Based Services，LBS)的關(guān)鍵技術(shù)，LBS被業(yè)界廣泛認(rèn)為是移動(dòng)產(chǎn)業(yè)下一個(gè)殺手級(jí)應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)這類新興服務(wù)的挑戰(zhàn)是提供立體識(shí)別移動(dòng)設(shè)備位置的方法，同時(shí)滿足各種相互沖突的條件，包括空間分辨率、可靠性和外觀尺寸、穩(wěn)健性和成本。

　　全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System, GNSS)是平面定位(經(jīng)緯度)廣泛采用的解決方案，當(dāng)移動(dòng)設(shè)備處于最佳條件，即能夠從四顆(或更多顆)衛(wèi)星接收信號(hào)時(shí), 使移動(dòng)設(shè)備的平面位置計(jì)算精度達(dá)到一米以內(nèi)。意法半導(dǎo)體與CSR公司聯(lián)合開發(fā)出的室內(nèi)導(dǎo)航解決方案可在無衛(wèi)星信號(hào)條件下確定設(shè)備的3D位置。

　　對(duì)于第三維(垂直高度)，氣壓感測(cè)技術(shù)的分辨率高于GNSS，特別是在衛(wèi)星能見度少于四顆衛(wèi)星時(shí)，因?yàn)闅鈮弘S著高度上升而穩(wěn)定下降。意法半導(dǎo)體的新一代壓力傳感器的量程從260至1260毫巴;260毫巴是大約10千米高度(比珠峰大約高 1,500米)的典型壓力;1260毫巴是海平面以下大約1800米深度(大約是世界上最深礦井的二分之一)的典型壓力。以3x3mm微型封裝、低工作電壓和超低功耗為特色，新傳感器適用于智能手機(jī)、運(yùn)動(dòng)型手表等便攜設(shè)備，以及氣象觀測(cè)臺(tái)、汽車和工業(yè)應(yīng)用。LPS331AP已被三星(Samsung)最新、最先進(jìn)的智能手機(jī)所采用。

　　意法半導(dǎo)體執(zhí)行副總裁兼模擬、MEMS及傳感器產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理Benedetto Vigna表示：“自掀起MEMS消費(fèi)化浪潮以來，我們研制了能夠檢測(cè)重力、加速度、角速率和地磁場(chǎng)的傳感器，這些傳感器幫助智能消費(fèi)電子產(chǎn)品檢測(cè)運(yùn)動(dòng)并做出相應(yīng)的響應(yīng)?，F(xiàn)在我們推出的氣壓檢測(cè)傳感器，可幫助消費(fèi)電子產(chǎn)品確定人或物體的位置是在上升還是下降。”

　　LPS331AP壓力傳感器采用意法半導(dǎo)體獨(dú)有的“VENSENS”制造工藝，可把壓力傳感器與其它電路制造在同一顆芯片上，無需晶片與晶片之間的鍵合，可最大限度地提升測(cè)量可靠性。LPS331AP內(nèi)的傳感單元是在氣腔上覆蓋彈性硅薄膜，開口間隙可以控制，氣腔內(nèi)部壓力已提前設(shè)定。新產(chǎn)品的薄膜比傳統(tǒng)的硅微加薄膜小很多，內(nèi)置機(jī)械停止器用于防止薄膜斷裂。壓敏電阻器(piezoresistor)是嵌入在薄膜內(nèi)的微型結(jié)構(gòu)，當(dāng)薄膜因外部壓力變化而彎曲時(shí)，壓敏電阻器將發(fā)生變化。經(jīng)過溫度補(bǔ)償，被檢測(cè)到的壓敏電阻變化可轉(zhuǎn)換成數(shù)字壓力數(shù)據(jù)，由主處理器通過工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I2C或 SPI總線讀取。

　　LPS331AP主要技術(shù)特性

• 高分辨率、低噪傳感器，能夠檢測(cè)高度在厘米級(jí)的變化：
• 意法半導(dǎo)體獨(dú)有的VENSENS工藝具有很強(qiáng)的突發(fā)事件防護(hù)能力，是全量程的20倍;
• 輸出數(shù)據(jù)速率在1至125Hz可選范圍內(nèi);
• 低功耗：低分辨模式高5.5µA;高分辨率模式30 µA：
• 電源電壓:1.71至3.6 V：
• -40 °C至+85 °C寬溫度范圍：
• 集成溫度傳感器和溫度修正電路;
• 出廠校準(zhǔn)溫度和壓力，無需客戶二次校準(zhǔn);
• 3x3x1mm塑料焊盤網(wǎng)格陣列封裝(HCLGA-16L)封裝，封裝上面的孔使外部氣壓能夠到達(dá)傳感單元

　　LPS331AP現(xiàn)已量產(chǎn)。為支持融入設(shè)計(jì)、縮短上市時(shí)間，意法半導(dǎo)體還提供樣片和評(píng)估工具，包括主板(STEVAL-MKI109V2)和插入模塊STEVALMKI120V1適配器，其中包括LPS331AP壓力傳感器。

　　[1] IHS iSuppli:MEMS Competitive Analysis 2012