MEMS技術の基礎知識

高精度、高信頼性を実現するMEMS技術の構造、原理、特長をまとめました。
Basic knowledge of MEMS Technology

単結晶シリコン容量式MEMS

単結晶のシリコン容量式MEMSとは?特徴や構造について説明します。

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低モーションgセンサ

微小容量変化を計測する単結晶シリコンの特徴と検出原理について説明します。

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3D MEMS

弊社独自の技術である3D MEMSの構造やその特長について説明します。

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ジャイロセンサ

ジャイロ検出のための素子構造、検出原理。ムラタのジャイロセンサの特徴について説明します。

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投稿記事

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Murata Icon X単結晶シリコン容量式MEMS


Heikki Kuisma
「センサは、3次元世界と情報システムの間のゲートウェイです。3D技術に頼らずに3次元世界の現象を効率的かつ正確に計測することはできません。そこで、モーションセンサ、圧力センサ用に3D MEMSを開発しました」

先行開発 プログラムマネージャー、Heikki Kuisma
heikki.kuisma@murata.com

弊社のシリコンベースの容量式センサには、単結晶シリコンとガラスが使われており、長時間、広い温度範囲で高信頼性、正確性、優れた安定性を実現します。半導体業界からの製造技術により、量産性とコストパフォーマンスを確保しています。さらに、ウェハボンディング、シリコンの深掘り反応性イオンエッチング(DRIE: Deep Reactive Ion Etching) といったMEMS特有の技術もあります。

2つの表面の距離のばらつきに基づく、シンプルで安定した静電容量検出原理を利用しています。 2つの表面の静電容量 (蓄電量) は、距離と、重なり領域によって異なります。3D MEMSセンサは、堅牢な構造で、慣性力と圧力に敏感ですが、他の環境変動要因や故障原因には反応しません。加速度センサとジャイロスコープを左右対称に配置するなど、しっかりとした設計原理により、安定性、直線性、他軸感度、振動感受性を高めています。

弊社の3D MEMSは、ウェハレベルプロセスで密封 (封止) されています。粒子や薬品が密封されたセンサ内に入り込む余地はなく、信頼性が確保されます。弊社はいち早く、スルーシリコンビアをCAPウェハで使用し、デバイスエリアの縮小、パッケージングプロセスの簡略化を実現しています。
用途に合わせて、加速度センサ、ジャイロスコープ、圧力センサ素子の感度、計測範囲、応答周波数を調整することが可能です。加速度センサおよびジャイロスコープ素子は、インプレーンおよびZ軸計測、3軸検知に対応しています。ジャイロスコープは、地球の自転のような小さな信号から、人の手の動きを追跡する大きなモーション信号まで、幅広く利用できます。

SiP (System in Package) 技術を使って、1つまたは複数の検知素子を信号処理回路に組み込みます。非常に堅牢で、信頼性の高い成形プラスチックパッケージは、自動車製品や工業製品に使用されます。