中國電子元件行業(yè)協(xié)會
China Electronic Components Association
近期，英飛凌（Infineon）開發(fā)出單芯片集成電容式微機械超聲換能器（CMUT）和專用集成電路（ASIC）的產(chǎn)品，可用于嵌入式開關(guān)和醫(yī)療傳感器。CMUT的尺寸減小為消費電子、汽車電子、工業(yè)控制和生物醫(yī)療中的超聲波傳感應(yīng)用開辟了新天地，同時還改進了使用更大壓電換能器的現(xiàn)有應(yīng)用。
CMUT通過MEMS薄膜的振動來發(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，而不會使表面變形。這為傳統(tǒng)的機械按鈕提供了一種更耐用、更可靠的替代品，使得設(shè)備整體的使用壽命更長。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(wěn)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(shè)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門把手以獲得簡潔的設(shè)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。與類似尺寸的傳統(tǒng)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，從而簡化了系統(tǒng)其余部分的設(shè)計。
這項CMUT技術(shù)還可用于開發(fā)利用超聲波技術(shù)的創(chuàng)新醫(yī)療設(shè)備，例如用于生命體征監(jiān)測、健康跟蹤和非侵入性醫(yī)療診斷的可穿戴設(shè)備。利用這項CMUT技術(shù)，醫(yī)療設(shè)備提供持續(xù)的監(jiān)測和反饋，而不是單一的測量，這可以更早地發(fā)現(xiàn)潛在的健康問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是可穿戴和即時診斷（POCT）應(yīng)用的理想選擇。
封裝也是關(guān)鍵，英飛凌與意法半導(dǎo)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，包括通過非侵入式安裝在水箱底部下方進行連續(xù)液位測量。后者對于測量洗衣機或洗碗機中的化學物質(zhì)非常重要，因為這些設(shè)備的接觸電極容易被腐蝕。
“我們的超聲波傳感技術(shù)可以實現(xiàn)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(jiān)Emanuele Bodini表示，“我們希望利用這項技術(shù)開發(fā)一個能夠通過不同行業(yè)服務(wù)于多種用例的超聲波傳感平臺?！?/p>
