세계 최소의 32.768kHz MEMS진동자를 개발 ~IoT기기와 웨어러블 기기 등의 소형화·저소비 전력화에 기여.

2018-10-04

주식회사 무라타제작소
회장 겸 사장 무라타 쓰네오

주식 회사 무라타 제작소 (본사 : 교토 부 나가오카쿄 시 대표 이사 회장 겸 사장:무라타 츠네오) 는 IoT기기와 웨어러블 기기 등의 소형화·저소비 전력화에 기여하는 세계 최소*1의 32.768kHz*2 MEMS*3진동자*4 (이하, 본 개발품) 을 개발했습니다.


1.개발 배경

소형화·장시간 가동이 요구되는 IoT와 웨어러블 등에 쓰이는 디지털 기기는, 구성 전자 부품에도 더욱 소형화·전력 절약화가 요구되고 있습니다. 특히 진동자는 수많은 전자 부품 중에서도 기기가 정확히 기능하기 위해 항상 움직이므로 소비 전력이 낮은 제품의 요구가 높아지고 있습니다.

본 개발품은 자동차 업계 등에서 채용 실적을 가진 Murata Electronics Oy (구 VTI Technologies) MEMS기술 활용으로 기존의 소형 제품보다 50%이상의 소형화, 저 ESR*5특성, 훌륭한 주파수 정밀도, 저소비 전력을 실현했습니다.


2.주요 특징

MEMS기술에 의한 소형화를 실현하면서, 수정 진동자와 동등의 초기 주파수 정밀도 (±20ppm) 이상의 주파수 온도 특성 (160ppm이하) 을 실현합니다. (동작 환경: -30~85℃) 주요 특징에 대해서는 다음과 같습니다.

기존대비 50%이상의 소형화

0.9 x 0.6 x 0.3mm (폭 x 길이 x 높이) 의 제품 크기에 의한, 기존의 32.768k kHz수정 진동자보다 50%이상 작은 사이즈*6을 실현했습니다.

정전 용량을 기기 내부에 내장

기준 클록 신호를 생성하는 회로에는 적층 세라믹 콘덴서 2개가 필요하지만, 본 개발품은 6.9pF의 정전 용량을 내장하고 있습니다. 이에 따라 장착 시 큰 폭으로 공간 절약이 가능하게 되어, 더 자유로운 회로 설계 에 기여합니다.

저 ESR의 실현에 의한 소비 전력 저감

일반적인 수정 진동자에서는 소형화할수록 ESR이 높아지는 과제가 있었지만, 본 개발품은 저 ESR (75kΩ) 화에 따른 반도체 집적 회로의 이득을 낮춤으로써 안정된 기준 클록 신호를 생성하고, 저소비 전력 (기존 대비 13%감소) 을 실현할 수 있습니다. (당사 측정 결과보다)

반도체 집적 회로 패키지에 내장 가능

실리콘 재료를 사용한 WL-CSP (Wafer-Level Chip Scale Packaging) 패키지에 의한 동질의 반도체 집적 회로에 내장 실장이 가능합니다.


3.향후 전개

본 개발품은 MEMS진동자「WMRAG시리즈」로 2018년 12월부터 양산 개시 예정입니다.

또한 본 개발품은 2018년 10월 16일~19일 마쿠하리 멧세에서 개최되는 「CEATEC JAPAN 2018」의 당사 부스에서 전시합니다. 

*1 32.768kHz진동자로서 세계 최소. 2018년 9월 말 시점, 당사 조사.
*2디지털 전자 회로로 정밀도가 높은 정확한 1초를 필요로 하는 경우가 많기 때문에 시계용 반도체 집적 회로의 구동용 기준 클록 신호로 사용되고 있습니다.
*3미소 전기 기계 시스템 (Micro Electro Mechanical Systems) 으로 반도체 제조 공정 기술을 이용하여 3차원의 미세 구조를 가지고 있습니다.
*4반도체 집적 회로가 동작할 때 기준 클록 신호를 창출하는 수동 부품입니다. 안정화된 동작에는 훌륭한 진동자에 의한 고정밀도, 고안정화된 신호가 있어야 합니다.
*5등가 직렬 저항 (Equivalent Series Resistance) 를 가리킵니다. 이 값이 작을수록 안정된 클록 신호를 생성하기 쉽습니다.
*6비교 사이즈는 1.2 x 1.0 x 0.3mm (폭 x 길이 x 높이)의 동등품과의 비교입니다. (2018년 10월 시점)


제품 사이트 URL

https://www.murata.com/ko-kr/products/timingdevice/mems-r


무라타에 대해서

주식 회사 무라타 제작소는 기능성 세라믹을 기반으로 전자 디바이스의 연구 개발 • 생산 • 판매를 행하고 있으며, 재료부터 제품까지 일관 생산 체제를 구축하고 있습니다. 또한, 무라타 제품의 90%이상은 해외에서 판매되고 있으며, 국내외로 글로벌 회사를 전개하고 있습니다.